盾構機主動鉸接缸液壓控制系統的製作方法

2023-10-04 15:55:29 3

專利名稱：盾構機主動鉸接缸液壓控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及開採機械技術領域，尤其涉及盾構機液壓系統，為盾構機改變前 進方向提供動力。
背景技術：
盾構掘進機是一種集電氣、液壓、測量導向、控制、材料等多學科技術於一體的隧 道工程專用的大型綜合施工設備。隨著經濟社會的發展，對盾構掘進機的需求不斷增加。現 有主動鉸接式盾構機的盾構主動鉸接裝置是盾構掘進機推進系統，不但用於盾構小半徑的 曲線掘進，也用於盾構掘進方向糾偏，完成盾構機的轉彎、曲線行進、姿態控制、糾偏以及同 步運動，使盾構機能沿著事先設定好的路線前進，是盾構機的關鍵系統之一。一臺直徑Φ6πι 的盾構機，主動鉸接缸數量約為16個，一般分成四組，每組控制迴路相同，分上、下、左、右 幾種控制。現有主動鉸接系統的設計，每組缸採用一臺電磁閥及液壓鎖控制。其不足是: 當需要轉彎時，工作的一組缸需要高壓控制，不工作的缸只能被動的壓縮和拉伸，由於被動 缸內壓力不穩，在完成轉向動作時不能靈活控制，造成偏差；另外被動缸在被動壓縮和拉伸 時，缸內會產生高壓卻不能洩荷，對缸的性能造成影響甚至損壞，維修起來麻煩，既影響工 期也會帶來巨大的經濟損失。
發明內容本實用新型的發明目的在於，對盾構機的液壓迴路進行改進，通過改進的液壓回 路使盾構機的被動缸處於浮動位置，從而為液壓缸正常工作提供穩定的控制方式，實現液 壓迴路對缸的靈活控制。本實用新型的技術解決方案是這樣實現的盾構機主動鉸接缸液壓控制系統，包 括分成四組的16個主動鉸接液壓缸和四組相同的液壓控制迴路，四組相同的液壓控制回 路包括三位四通電磁換向閥、疊加式液控單向閥、疊加式溢流閥、壓力繼電器和測壓接頭， 以上部件通過管路連接，用管路將疊加式溢流閥與主動鉸接液壓缸組的液壓缸的有杆腔連 接管路連接成液壓缸的有杆腔油路，用管路將疊加式溢流閥與主動鉸接液壓缸組的液壓缸 的無杆腔連接管路連接成液壓缸的無杆腔油路，三位四通電磁換向閥的一個進口與主控油 路的回油口即P 口連接，三位四通電磁換向閥的一個出口與主控油路的回油口即T 口連接， 三位四通電磁換向閥由電控控制，其特徵在於所述液壓控制迴路還包括液控單向閥2臺， 二位三通電磁換向閥1臺和溢流閥1臺；其中2臺液控單向閥中的1臺是液壓缸的無杆腔 油路液控單向閥，另一臺是液壓缸的有杆腔油路液控單向閥，2臺液控單向閥中的無杆腔油 路液控單向閥置於控制迴路中液壓缸的無杆腔油路中的疊加式溢流閥與無杆腔連接管路 之間，其進口與液壓缸組的無杆腔連接管路連接，出口與溢流閥的進口連接；有杆腔油路液 控單向閥置於控制迴路中液壓缸的有杆腔油路中的疊加式溢流閥與有杆腔連接管路之間， 其進口與液壓缸組的有杆腔連接管路連接，出口與主控油路的回油口即T 口連接；所述二 位三通電磁換向閥由電控控制，二位三通電磁換向閥進油口與主控油路的供油口即P 口連接，二位三通電磁換向閥回油口與主控油路的回油口即T 口連接，二位三通電磁換向閥的 控制油口與2臺液控單向閥的主閥芯控制油口連接，用於控制2臺液控單向閥的主閥芯開 關；所述溢流閥是四組液壓控制迴路公用的溢流閥，溢流閥的進口與置於四組液壓控制回 路中液壓缸無杆腔液控單向閥的出口的並接點G連接，溢流閥出口與主控油路的回油口即 T 口連接。本實用新型所述盾構機主動鉸接缸液壓控制系統，其特徵在於所述液壓控制迴路 製成閥塊A和閥塊B兩個閥塊閥塊A包括三位四通電磁換向閥、疊加式液控單向閥、疊加 式溢流閥、壓力繼電器和測壓接頭、2臺液控單向閥和二位三通電磁換向閥，閥塊A內的各 個零部件通過管道連通，閥塊A上設置四個接口，分別是與主動鉸接液壓缸組的液壓缸的 有杆腔連接管路連接的接口即A 口、和主動鉸接液壓缸組的液壓缸的無杆腔連接管路連接 的接口即B 口、與主控油路的回油口即T 口連接的接口和與主控油路的供油口即P 口連接 的接口 ；閥塊B是溢流閥的獨立閥塊，閥塊B上設置兩個接口，分別是與主控油路的回油 口即T 口連接的接口即Bl 口和與四組液壓控制迴路中的液壓缸無杆腔液控單向閥的出口 共同並接點即G點連接的接口即Al 口。本實用新型的控制過程是正常情況下，處於工作組的鉸接液壓缸控制油路高壓 油由P 口經三位四通電磁換向閥、疊加式液控單向閥和疊加式溢流閥通向用油點，此時二 位三通電磁換向閥受電控控制處於關閉位置，由於二位三通電磁換向閥的控制油口與2臺 液控單向閥的主閥芯控制油口連接，控制2臺液控單向閥的主閥芯開關，所以此時液控單 向閥處於鎖死位置；當鉸接液壓缸處於被動組狀態時，鉸接液壓缸控制油路高壓油由P 口 經三位四通電磁換向閥、疊加式液控單向閥和疊加式溢流閥通向用油點，此時二位三通電 磁換向閥受電控控制處於打開位置，從而使液控單向閥處於開通位置，此時被動組的鉸接 液壓缸處於浮動狀態，工作壓力由溢流閥設定；壓力繼電器輸出4-20mA的反饋信號給系統 的可編程邏輯控制器(PLC)，起到時時監測系統壓力作用，並為溢流閥壓力設定提供依據。 在四組液控迴路中，四臺連接在鉸接液壓缸無杆側的液控單向閥，回油路統一連接在閥塊B 的Al 口，通過溢流閥經閥塊B的Bl 口回油，為被動組的鉸接液壓缸處於浮動狀態提供壓力 保證。與現有技術相比較，本實用新型的優點是利用二位三通電磁換向控制液控單向 閥開與關，實現了液壓迴路對缸的靈活控制；該液壓控制系統的四組控制迴路的總回油路 共用一臺溢流閥做為背壓閥，使被動液壓缸在合理的壓力範圍內帶壓工作，使被動液壓缸 處於浮動狀態，這樣既滿足了靈活控制液壓缸的要求，同時也提高了缸的使用壽命，為盾構 機在地下施工帶來了巨大的潛在效益。

本實用新型有附圖1幅，其中圖1為本實用新型的一組液壓控制迴路系統原理圖。附圖中1.三位四通電磁換向閥，2. 二位三通電磁換向閥，3.疊加式液控單向閥， 4.疊加式溢流閥，5.溢流閥，6.液控單向閥，7.測壓接頭，8.壓力繼電器，9、閥塊A，10、閥 塊B，11、四組無杆腔油路液控單向閥(6A)出油路的共同並接點，12、閥塊A與主動鉸接液壓 缸組的液壓缸的有杆腔連接管路連接的接口，13、閥塊A與主動鉸接液壓缸組的液壓缸的無杆腔連接管路連接的接口，14、閥塊A與主控油路的T 口連接的接口，15、閥塊A與主控油 路的P 口連接的接口，16、閥塊B與主控油路的T 口連接的接口(Bl)，17、閥塊B與四組液壓 控制迴路中的液壓缸無杆腔液控單向閥(6A)的出口共同並接點G連接的接口(Al)。
具體實施方式
以下結合附圖的實施例對本實用新型作進一步說明。實施例的盾構機的16個鉸 接缸，分作4組，每組4個缸，每組鉸接缸配用一套液控迴路，各組的液控迴路相同，每組液 控迴路由閥塊A與四組共用的回油溢流閥塊B構成，閥塊A上裝有三位四通電磁換向閥1 一 臺，疊加式液控單向閥3 —臺，疊加式溢流閥4 一臺，液控單向閥6A、6B 二臺，二位三通電磁 換向閥2 —臺，壓力繼電器8 —臺和測壓接頭7 ；閥塊B上則裝有溢流閥5 ；閥塊A和閥塊B 為獨立的閥塊；閥塊上的對外接口 P、Τ、A、B、Al、Bl為法蘭結構，均採用鋼管聯接。正常工 作時，處於工作組的鉸接缸控制油路高壓油由P 口經三位四通電磁換向閥1、疊加式液控單 向閥3和疊加式溢流閥4通向用油點，此時二位三通電磁換向閥2處於關閉位置，液控單向 閥6A、6B處於鎖死位置；當鉸接缸處於被動組時，處於被動組的鉸接缸控制油路高壓油由P 口經三位四通電磁換向閥1、疊加式液控單向閥3和疊加式溢流閥4通向用油點，此時二位 三通電磁換向閥2處於打開位置，液控單向閥6A、6B處於開通位置，此時被動組的鉸接油缸 處於浮動位置，工作壓力由溢流閥5設定；所述的壓力繼電器8輸出4-20mA的反饋信號給 系統的PLC，起到時時監測系統壓力作用，並為溢流閥5壓力設定提供依據。在四組液控回 路中，四臺連接在鉸接缸活塞側的液控單向閥6A、6B，回油路統一連接在所述的閥塊B的Al 口，通過溢流閥5經閥塊B的Bl 口回油，為被動組的鉸接油缸處於浮動位置提供壓力保證。
權利要求盾構機主動鉸接缸液壓控制系統，包括分成四組的16個主動鉸接液壓缸和四組相同的液壓控制迴路，四組相同的液壓控制迴路包括三位四通電磁換向閥(1)、疊加式液控單向閥(3)、疊加式溢流閥(4)、壓力繼電器(8)和測壓接頭(7)，以上部件通過管路連接，用管路將疊加式溢流閥(4)與主動鉸接液壓缸組的液壓缸的有杆腔連接管路連接成液壓缸的有杆腔油路，用管路將疊加式溢流閥(4)與主動鉸接液壓缸組的液壓缸的無杆腔連接管路連接成液壓缸的無杆腔油路，三位四通電磁換向閥(1)的一個進口與主控油路的供油口即P口連接，三位四通電磁換向閥(1)的一個出口與主控油路的回油口即T口連接，三位四通電磁換向閥(1)由電控控制，其特徵在於所述液壓控制迴路還包括液控單向閥(6A、6B)2臺，二位三通電磁換向閥(2)1臺和溢流閥(5)1臺；其中2臺液控單向閥(6A、6B)中的1臺是液壓缸的無杆腔油路液控單向閥(6A)，另一臺是液壓缸的有杆腔油路液控單向閥(6B)，2臺液控單向閥(6A、6B)中的無杆腔油路液控單向閥(6A)置於控制迴路中液壓缸的無杆腔油路中的疊加式溢流閥(4)與無杆腔連接管路之間，其進口與液壓缸組的無杆腔連接管路連接，出口與溢流閥(5)的進口連接；有杆腔油路液控單向閥(6B)置於控制迴路中液壓缸的有杆腔油路中的疊加式溢流閥(4)與有杆腔連接管路之間，其進口與液壓缸組的有杆腔連接管路連接，出口與主控油路的回油口即T口連接；所述二位三通電磁換向閥(2)由電控控制，二位三通電磁換向閥(2)進油口與主控油路的供油口即P口連接，二位三通電磁換向閥(2)回油口與主控油路的回油口即T口連接，二位三通電磁換向閥(2)的控制油口與2臺液控單向閥(6A、6B)的主閥芯控制油口連接，用於控制2臺液控單向閥(6A、6B)的主閥芯開關；所述溢流閥(5)是四組液壓控制迴路公用的溢流閥，溢流閥(5)的進口與置於四組液壓控制迴路中液壓缸無杆腔液控單向閥(6A)的出口的並接點G連接，溢流閥(5)出口與主控油路的回油口即T口連接。
2.根據權利要求1所述盾構機主動鉸接缸液壓控制系統，其特徵在於所述液壓控制回 路製成閥塊A和閥塊B兩個閥塊閥塊A包括三位四通電磁換向閥(1)、疊加式液控單向閥 (3)、疊加式溢流閥(4)、壓力繼電器(8)和測壓接頭(7)、2臺液控單向閥(6A、6B)和二位三 通電磁換向閥(2)，閥塊A內的各個零部件通過管道連通，閥塊A上設置四個接口，分別是 與主動鉸接液壓缸組的液壓缸的有杆腔連接管路連接的接口即A 口、和主動鉸接液壓缸組 的液壓缸的無杆腔連接管路連接的接口即B 口、與主控油路的回油口即T 口連接的接口和 與主控油路的供油口即P 口連接的接口 ；閥塊B是溢流閥(5)的獨立閥塊，閥塊B上設置兩 個接口，分別是與主控油路的回油口即T 口連接的接口即Bl 口和與四組液壓控制迴路中 的液壓缸無杆腔液控單向閥(6A)的出口共同並接點即G點連接的接口即Al 口。
專利摘要盾構機主動鉸接缸液壓控制系統，包括分成四組的16個主動鉸接液壓缸和四組相同的液壓控制迴路，液壓控制迴路包括三位四通電磁換向閥、疊加式液控單向閥、疊加式溢流閥、壓力繼電器、測壓接頭、液控單向閥2臺，二位三通電磁換向閥1臺和溢流閥1臺；部件通過管路連接，本實用新型的優點是實現了液壓迴路對缸的靈活控制；使被動液壓缸處於浮動狀態，既滿足了靈活控制液壓缸的要求，同時也提高了缸的使用壽命。
文檔編號E21D9/093GK201771512SQ201020506578
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月25日 優先權日2010年8月25日
發明者付肅, 任忠平, 李相國, 謝謙 申請人:一重集團大連設計研究院有限公司;中國第一重型機械股份公司