JP2008115528A - フィード制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】さく岩機のフィード機構21に作動油を送るフィード制御装置40を、差圧検知バルブ42と圧力補償バルブ44と絞りバルブ46とから構成する。差圧検知バルブ42の開度は、フィード制御装置40の前後における作動油の差圧ΔP1と対抗するスプリングSaにより変化し、圧力補償バルブ44の開度は、差圧検知バルブ42の前後における作動油の差圧ΔP2と対抗するスプリングSbにより変化し、絞りバルブ46のオリフィスにより圧力補償バルブ44下流の作動油の流量が絞られ圧力が低下する。
【選択図】 図3
Description
さく孔作業においては、オペレータは、さく岩機の作動機構の作動状況を視覚や聴覚で把握してさく孔対象の岩質を判断し、岩質に合わせてさく岩機の作動機構の作動条件を調整する。さく孔対象の岩質は一定ではなく変化するものであるため、オペレータは、常にさく岩機の作動機構の作動状況を把握して岩質の変化を判断し、さく孔状況の変化の都度、さく岩機やロッドやビットに最も負荷がかからず、且つさく孔が迅速に行えるように、油圧バルブや電気スイッチ等の操作機器を操作し、さく岩機の作動機構の作動条件の調整を行なわねばならない。長孔をさく孔する場合、さく岩機のフィード速度を特に慎重に調整して制御する必要がある。
なお、以下の説明において、岩石内の内空間や軟岩へビットが突入した状態を「突込状態」という。
さらに、制御装置100は検出器104等に数多くの精密機器を備えており、断線等の故障の発生頻度が高くなるおそれがあり、制御装置100の設置、メンテナンスに要するコストも嵩むというという不具合もあった。
したがって、さく孔条件の変化によりフィード制御装置の下流で作動油の圧力が変化すると、差圧検知バルブ、圧力補償バルブの各開度が変化し、作動油の流量が調整され、フィード速度も制御される。
請求項2の発明によると、絞りバルブのオリフィスを交換することでオリフィス径を変更可能となり、油圧式フィード機構へ送られる作動油の最大流量を変更できる。
まず、図1ないし図4を参照して本実施の形態の構成を説明する。図1は本実施の形態に係るフィード制御装置を備えた油圧クローラドリルの斜視図、図2はさく岩機の構成図、図3及び図4はフィード制御装置の構成と動作の説明図である。
図1に示すように、油圧クローラドリル10は、走行台車11上に旋回起伏可能にブーム12が設けられており、ブーム12の先端部にはさく岩機13を搭載したガイドシェル14が支持されている。図2に示すように、さく岩機13にはシャンクロッド15が挿着されており、シャンクロッド15に所定長のロッド16がスリーブ17を介して接続され、このロッド16の先端にはビット18が取付けられている。
走行台車11上には、打撃機構19、回転機構20、フィード機構21及びロッド交換装置24を駆動するための油圧駆動部25と、フラッシング機構22に圧縮空気を供給するための空気駆動部26とが設置されている。
スプリング室58aは圧力伝達路60aによって絞りバルブ46下流側と連通しており、スプリング室58a内は圧力P4の作動油で満たされている。ピストン56aは、スプリング室58a側から反発力Psaと圧力P4とによって押圧されており、差圧検知バルブ入口48に流入する作動油により、スプリングSaによる押圧とは逆向きに圧力P1によって押圧されている。差圧検知バルブ42の開閉方向は、スプリングSaの伸張する方向が開方向となり、スプリングSaの収縮する方向が閉方向となっている。
スプリング室58bと圧力補償バルブ入口52とは、ピストン56b内に形成された圧力伝達路60bによって連なっており、スプリング室58b内は圧力P2の作動油で満たされている。また、ピストン56b下端は圧力伝達路60cにより差圧検知バルブ入口48上流側とつながっており、作動油がピストン56b下端をスプリングSbによる押圧とは逆向きに圧力P1で押圧している。圧力補償バルブ44の開閉方向は、スプリングSbの伸張する方向が開方向となり、スプリングSbの収縮する方向が閉方向となっている。
まず、フィード制御装置40の差圧検知バルブ42、圧力補償バルブ44及び絞りバルブ46の各作用について述べる。
差圧検知バルブ42のピストン56aは、差圧検知バルブ42の開方向に反発力Psaと圧力P4との和によって押圧され、閉方向に圧力P1によって押圧されており、次の(1)式の関係が成立する状態でピストン56aは釣り合ってとまっている。
Psa+P4=P1 ・・・・・(1)
すなわち、フィード制御装置40の前後の差圧ΔP1(=P1−P4)及び反発力Psaとの間に次の(2)式の関係が成立するまで、差圧検知バルブ42の開度は変化する。
ΔP1=P1−P4=Psa ・・・・・(2)
圧力補償バルブ44のピストン56bは、圧力補償バルブ44の開方向に反発力Psbと圧力P2との和によって押圧され、閉方向に圧力P1によって押圧されており、次の(3)式の関係が成立する状態でピストン56bは釣り合ってとまっている。
Psb+P2=P1 ・・・・・(3)
すなわち、差圧検知バルブ42の前後の差圧ΔP2(=P1−P2)及び反発力Psbとの間に次の(4)式の関係が成立するまで、圧力補償バルブ44の開度は変化する。
ΔP2=P1−P2=Psb ・・・・・(4)
絞りバルブ46は、前記オリフィスによりフィード制御装置40から出る作動油の流量を絞り、作動油の圧力をP4まで降下させている。
通常さく孔状態のときは、流量Qstdの作動油が作動油ポンプ23からフィード制御装置40を介してフィード機構21へ送られ、さく岩機13は所定のフィード速度Vstdを与えられている。このとき、差圧検知バルブ42は開状態となって(2)式の関係が成立している。また、圧力補償バルブ44は開状態となって(4)式の関係が成立している(図3を参照)。
ΔP1=P1−P4>Psa ・・・・・(5)
(5)式の関係となると、スプリングSaは(2)式の関係が再び成立するまで収縮する。スプリングSaが収縮してピストン56aが移動し、差圧検知バルブ42の開度は小さくなり、作動油の流量はQstdから減少する(図4を参照)。作動油の流量が減少すると、さく岩機13のフィード速度もVstdから減速され、さく岩機13が内空間へ突っ込むことが制御される。
ΔP2=P1−P2>Psb ・・・・・(6)
(6)式の関係となると、圧力補償バルブ44のスプリングSbは(4)式の関係が再び成立するまで収縮する。スプリングSbが収縮してピストン56bが移動し、圧力補償バルブ44の開度は小さくなり、圧力補償バルブ44上流で圧力P2は上昇する(図4を参照)。したがって、差圧検知バルブ42の前後における差圧ΔP2は維持され、差圧検知バルブ42の開度が変化した後の圧力補償が行われ、作動油の流量も維持される。
ΔP1=P1−P4<Psa ・・・・・(7)
(7)式の関係となると、スプリングSaは(2)式の関係が成立するまで伸張する。スプリングSaが伸張してピストン56aが移動し、差圧検知バルブ42の開度は大きくなり、作動油の流量はQstdまで増加する。作動油の流量が増加すると、さく岩機13のフィード速度もVstdまで加速される。
ΔP2=P1−P2<Psb ・・・・・(8)
(8)式の関係となると、圧力補償バルブ44のスプリングSbは(4)式の関係が成立するまで伸張し、ピストン56bは圧力補償バルブ44の開度を大きくする方向に移動し、突込状態で圧力補償バルブ44によって行われていた圧力補償も解除される。
また、フィード制御装置40は、差圧検知バルブ42、圧力補償バルブ44及び絞りバルブ46が集約されて小型化されており、フィード制御装置40の取り付け作業、メンテナンス作業等が簡素化される。
さらに、フィード制御装置40は構造が簡単であるので、そのコストが廉価となるとともに、故障の発生頻度も低く押さえられる。
なお、本実施の形態において、圧力計62a、圧力計62b、圧力計62c、圧力計62dを設けることとしたが、これらの圧力計を全て備える必要がないことは勿論である。
11 走行台車
12 ブーム
13 さく岩機
14 ガイドシェル
15 シャンクロッド
16 ロッド
17 スリーブ
18 ビット
19 打撃機構
20 回転機構
21 フィード機構
22 フラッシング機構
23 ダストポット
24 ロッド交換装置
25 油圧駆動部
26 空気駆動部
23 作動油ポンプ
24 遠隔制御バルブ
25 圧力補償バルブ
26 方向切り換えバルブ
40 フィード制御装置
42 差圧検知バルブ
44 圧力補償バルブ
46 絞りバルブ
48 差圧検知バルブ入口
50 差圧検知バルブ出口
52 圧力補償バルブ入口
54 圧力補償バルブ出口
56a、56b ピストン
58a、58b スプリング室
60a、60b、60c 圧力伝達路
62a、62b、62c、62d 圧力計
Sa、Sb スプリング
P1 フィード制御装置上流の作動油の圧力
P2 差圧検知バルブと圧力補償バルブとの間における作動油の圧力
P3 圧力補償バルブと絞りバルブとの間における作動油の圧力
P4 フィード制御装置下流の作動油の圧力
Claims (2)
- さく孔機に搭載されたさく岩機のフィード機構に作動油を送り、このさく岩機のフィード速度を油圧制御するフィード制御装置であって、
差圧検知バルブと圧力補償バルブと絞りバルブとを備え、
前記差圧検知バルブは、前記フィード制御装置の前後における作動油の差圧と対抗してこの差圧検知バルブの開度を変化させるスプリングを有し、
前記圧力補償バルブは、前記差圧検知バルブの前後における作動油の差圧と対抗してこの圧力補償バルブの開度を変化させるスプリングを有し、
前記絞りバルブは、前記圧力補償バルブの下流で作動油の流量を絞り圧力を低下させるオリフィスを有することを特徴とするフィード制御装置。 - 請求項1に記載のフィード制御装置であって、前記オリフィスの径は変更可能に構成されていることを特徴とするフィード制御装置。
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CN111101859A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-05-05 | 四川诺克钻探机械有限公司 | 一种铁路工程勘探用取芯钻机钻压调节方法 |
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- 2006-10-31 JP JP2006296761A patent/JP4880424B2/ja active Active
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