專利名稱：盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接缸液壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及開采機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)，為盾構(gòu)機(jī)改變前 進(jìn)方向提供動(dòng)力。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是一種集電氣、液壓、測量導(dǎo)向、控制、材料等多學(xué)科技術(shù)于一體的隧 道工程專用的大型綜合施工設(shè)備。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的需求不斷增加?，F(xiàn) 有主動(dòng)鉸接式盾構(gòu)機(jī)的盾構(gòu)主動(dòng)鉸接裝置是盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，不但用于盾構(gòu)小半徑的 曲線掘進(jìn)，也用于盾構(gòu)掘進(jìn)方向糾偏，完成盾構(gòu)機(jī)的轉(zhuǎn)彎、曲線行進(jìn)、姿態(tài)控制、糾偏以及同 步運(yùn)動(dòng)，使盾構(gòu)機(jī)能沿著事先設(shè)定好的路線前進(jìn)，是盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。一臺(tái)直徑Φ6πι 的盾構(gòu)機(jī)，主動(dòng)鉸接缸數(shù)量約為16個(gè)，一般分成四組，每組控制回路相同，分上、下、左、右 幾種控制?，F(xiàn)有主動(dòng)鉸接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，每組缸采用一臺(tái)電磁閥及液壓鎖控制。其不足是: 當(dāng)需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，工作的一組缸需要高壓控制，不工作的缸只能被動(dòng)的壓縮和拉伸，由于被動(dòng) 缸內(nèi)壓力不穩(wěn)，在完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作時(shí)不能靈活控制，造成偏差；另外被動(dòng)缸在被動(dòng)壓縮和拉伸 時(shí)，缸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生高壓卻不能泄荷，對(duì)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(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的液壓回路進(jìn)行改進(jìn)，通過改進(jìn)的液壓回 路使盾構(gòu)機(jī)的被動(dòng)缸處于浮動(dòng)位置，從而為液壓缸正常工作提供穩(wěn)定的控制方式，實(shí)現(xiàn)液 壓回路對(duì)缸的靈活控制。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接缸液壓控制系統(tǒng)，包 括分成四組的16個(gè)主動(dòng)鉸接液壓缸和四組相同的液壓控制回路，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(dòng)鉸接液壓缸組的液壓缸的有桿腔連 接管路連接成液壓缸的有桿腔油路，用管路將疊加式溢流閥與主動(dòng)鉸接液壓缸組的液壓缸 的無桿腔連接管路連接成液壓缸的無桿腔油路，三位四通電磁換向閥的一個(gè)進(jìn)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(gè)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，其特征在于所述液壓控制回路還包括液控單向閥2臺(tái)， 二位三通電磁換向閥1臺(tái)和溢流閥1臺(tái)；其中2臺(tái)液控單向閥中的1臺(tái)是液壓缸的無桿腔 油路液控單向閥，另一臺(tái)是液壓缸的有桿腔油路液控單向閥，2臺(tái)液控單向閥中的無桿腔油 路液控單向閥置于控制回路中液壓缸的無桿腔油路中的疊加式溢流閥與無桿腔連接管路 之間，其進(jìn)口與液壓缸組的無桿腔連接管路連接，出口與溢流閥的進(jìn)口連接；有桿腔油路液 控單向閥置于控制回路中液壓缸的有桿腔油路中的疊加式溢流閥與有桿腔連接管路之間， 其進(jìn)口與液壓缸組的有桿腔連接管路連接，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(jìn)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(tái)液控單向閥的主閥芯控制油口連接，用于控制2臺(tái)液控單向閥的主閥芯開 關(guān)；所述溢流閥是四組液壓控制回路公用的溢流閥，溢流閥的進(jìn)口與置于四組液壓控制回 路中液壓缸無桿腔液控單向閥的出口的并接點(diǎn)G連接，溢流閥出口與主控油路的回油口即 T 口連接。本實(shí)用新型所述盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接缸液壓控制系統(tǒng)，其特征在于所述液壓控制回路 制成閥塊A和閥塊B兩個(gè)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(tái)液控單向閥和二位三通電磁換向閥，閥塊A內(nèi)的各 個(gè)零部件通過管道連通，閥塊A上設(shè)置四個(gè)接口，分別是與主動(dòng)鉸接液壓缸組的液壓缸的 有桿腔連接管路連接的接口即A 口、和主動(dòng)鉸接液壓缸組的液壓缸的無桿腔連接管路連接 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(dú)立閥塊，閥塊B上設(shè)置兩個(gè)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回路中的液壓缸無桿腔液控單向閥的出口 共同并接點(diǎn)即G點(diǎn)連接的接口即Al 口。本實(shí)用新型的控制過程是正常情況下，處于工作組的鉸接液壓缸控制油路高壓 油由P 口經(jīng)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(diǎn)，此時(shí)二 位三通電磁換向閥受電控控制處于關(guān)閉位置，由于二位三通電磁換向閥的控制油口與2臺(tái) 液控單向閥的主閥芯控制油口連接，控制2臺(tái)液控單向閥的主閥芯開關(guān)，所以此時(shí)液控單 向閥處于鎖死位置；當(dāng)鉸接液壓缸處于被動(dòng)組狀態(tài)時(shí)，鉸接液壓缸控制油路高壓油由P 口 經(jīng)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(diǎn)，此時(shí)二位三通電 磁換向閥受電控控制處于打開位置，從而使液控單向閥處于開通位置，此時(shí)被動(dòng)組的鉸接 液壓缸處于浮動(dòng)狀態(tài)，工作壓力由溢流閥設(shè)定；壓力繼電器輸出4-20mA的反饋信號(hào)給系統(tǒng) 的可編程邏輯控制器(PLC)，起到時(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)壓力作用，并為溢流閥壓力設(shè)定提供依據(jù)。 在四組液控回路中，四臺(tái)連接在鉸接液壓缸無桿側(cè)的液控單向閥，回油路統(tǒng)一連接在閥塊B 的Al 口，通過溢流閥經(jīng)閥塊B的Bl 口回油，為被動(dòng)組的鉸接液壓缸處于浮動(dòng)狀態(tài)提供壓力 保證。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是利用二位三通電磁換向控制液控單向 閥開與關(guān)，實(shí)現(xiàn)了液壓回路對(duì)缸的靈活控制；該液壓控制系統(tǒng)的四組控制回路的總回油路 共用一臺(tái)溢流閥做為背壓閥，使被動(dòng)液壓缸在合理的壓力范圍內(nèi)帶壓工作，使被動(dòng)液壓缸 處于浮動(dòng)狀態(tài)，這樣既滿足了靈活控制液壓缸的要求，同時(shí)也提高了缸的使用壽命，為盾構(gòu) 機(jī)在地下施工帶來了巨大的潛在效益。

本實(shí)用新型有附圖1幅，其中圖1為本實(shí)用新型的一組液壓控制回路系統(tǒng)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、四組無桿腔油路液控單向閥(6A)出油路的共同并接點(diǎn)，12、閥塊A與主動(dòng)鉸接液壓 缸組的液壓缸的有桿腔連接管路連接的接口，13、閥塊A與主動(dòng)鉸接液壓缸組的液壓缸的無桿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 控制回路中的液壓缸無桿腔液控單向閥(6A)的出口共同并接點(diǎn)G連接的接口(Al)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例的盾構(gòu)機(jī)的16個(gè)鉸 接缸，分作4組，每組4個(gè)缸，每組鉸接缸配用一套液控回路，各組的液控回路相同，每組液 控回路由閥塊A與四組共用的回油溢流閥塊B構(gòu)成，閥塊A上裝有三位四通電磁換向閥1 一 臺(tái)，疊加式液控單向閥3 —臺(tái)，疊加式溢流閥4 一臺(tái)，液控單向閥6A、6B 二臺(tái)，二位三通電磁 換向閥2 —臺(tái)，壓力繼電器8 —臺(tái)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(dú)立的閥塊；閥塊上的對(duì)外接口 P、Τ、A、B、Al、Bl為法蘭結(jié)構(gòu)，均采用鋼管聯(lián)接。正常工 作時(shí)，處于工作組的鉸接缸控制油路高壓油由P 口經(jīng)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(diǎn)，此時(shí)二位三通電磁換向閥2處于關(guān)閉位置，液控單向 閥6A、6B處于鎖死位置；當(dāng)鉸接缸處于被動(dòng)組時(shí)，處于被動(dòng)組的鉸接缸控制油路高壓油由P 口經(jīng)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(diǎn)，此時(shí)二位 三通電磁換向閥2處于打開位置，液控單向閥6A、6B處于開通位置，此時(shí)被動(dòng)組的鉸接油缸 處于浮動(dòng)位置，工作壓力由溢流閥5設(shè)定；所述的壓力繼電器8輸出4-20mA的反饋信號(hào)給 系統(tǒng)的PLC，起到時(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)壓力作用，并為溢流閥5壓力設(shè)定提供依據(jù)。在四組液控回 路中，四臺(tái)連接在鉸接缸活塞側(cè)的液控單向閥6A、6B，回油路統(tǒng)一連接在所述的閥塊B的Al 口，通過溢流閥5經(jīng)閥塊B的Bl 口回油，為被動(dòng)組的鉸接油缸處于浮動(dòng)位置提供壓力保證。
權(quán)利要求盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接缸液壓控制系統(tǒng)，包括分成四組的16個(gè)主動(dòng)鉸接液壓缸和四組相同的液壓控制回路，四組相同的液壓控制回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(dòng)鉸接液壓缸組的液壓缸的有桿腔連接管路連接成液壓缸的有桿腔油路，用管路將疊加式溢流閥(4)與主動(dòng)鉸接液壓缸組的液壓缸的無桿腔連接管路連接成液壓缸的無桿腔油路，三位四通電磁換向閥(1)的一個(gè)進(jìn)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(gè)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，其特征在于所述液壓控制回路還包括液控單向閥(6A、6B)2臺(tái)，二位三通電磁換向閥(2)1臺(tái)和溢流閥(5)1臺(tái)；其中2臺(tái)液控單向閥(6A、6B)中的1臺(tái)是液壓缸的無桿腔油路液控單向閥(6A)，另一臺(tái)是液壓缸的有桿腔油路液控單向閥(6B)，2臺(tái)液控單向閥(6A、6B)中的無桿腔油路液控單向閥(6A)置于控制回路中液壓缸的無桿腔油路中的疊加式溢流閥(4)與無桿腔連接管路之間，其進(jìn)口與液壓缸組的無桿腔連接管路連接，出口與溢流閥(5)的進(jìn)口連接；有桿腔油路液控單向閥(6B)置于控制回路中液壓缸的有桿腔油路中的疊加式溢流閥(4)與有桿腔連接管路之間，其進(jìn)口與液壓缸組的有桿腔連接管路連接，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(jìn)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(tái)液控單向閥(6A、6B)的主閥芯控制油口連接，用于控制2臺(tái)液控單向閥(6A、6B)的主閥芯開關(guān)；所述溢流閥(5)是四組液壓控制回路公用的溢流閥，溢流閥(5)的進(jìn)口與置于四組液壓控制回路中液壓缸無桿腔液控單向閥(6A)的出口的并接點(diǎn)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(jù)權(quán)利要求1所述盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接缸液壓控制系統(tǒng)，其特征在于所述液壓控制回 路制成閥塊A和閥塊B兩個(gè)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(tái)液控單向閥(6A、6B)和二位三 通電磁換向閥(2)，閥塊A內(nèi)的各個(gè)零部件通過管道連通，閥塊A上設(shè)置四個(gè)接口，分別是 與主動(dòng)鉸接液壓缸組的液壓缸的有桿腔連接管路連接的接口即A 口、和主動(dòng)鉸接液壓缸組 的液壓缸的無桿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(dú)立閥塊，閥塊B上設(shè)置兩 個(gè)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回路中 的液壓缸無桿腔液控單向閥(6A)的出口共同并接點(diǎn)即G點(diǎn)連接的接口即Al 口。
專利摘要盾構(gòu)機(jī)主動(dòng)鉸接缸液壓控制系統(tǒng)，包括分成四組的16個(gè)主動(dòng)鉸接液壓缸和四組相同的液壓控制回路，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、測壓接頭、液控單向閥2臺(tái)，二位三通電磁換向閥1臺(tái)和溢流閥1臺(tái)；部件通過管路連接，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了液壓回路對(duì)缸的靈活控制；使被動(dòng)液壓缸處于浮動(dòng)狀態(tài)，既滿足了靈活控制液壓缸的要求，同時(shí)也提高了缸的使用壽命。
文檔編號(hào)E21D9/093GK201771512SQ201020506578
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者付肅, 任忠平, 李相國, 謝謙 申請(qǐng)人:一重集團(tuán)大連設(shè)計(jì)研究院有限公司;中國第一重型機(jī)械股份公司