專利名稱：一種用于盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)缸液控回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及開(kāi)采機(jī)械的配套裝置，尤其涉及礦用設(shè)備液壓系統(tǒng)，主要用于盾
構(gòu)機(jī)的頂進(jìn)任務(wù)，為盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)提供動(dòng)力。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是一種用于地下隧道工程開(kāi)挖的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)，具有開(kāi)挖切削土體、 輸送土碴、拼裝隧道襯砌和測(cè)量導(dǎo)向糾偏等多項(xiàng)功能。并已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政 和水電隧道工程。具有開(kāi)挖速度快、質(zhì)量高、人員勞動(dòng)強(qiáng)度小、安全性高、對(duì)地表沉降和環(huán)境 影響小的優(yōu)點(diǎn)。前進(jìn)缸是其推進(jìn)系統(tǒng)，承擔(dān)著整個(gè)盾構(gòu)機(jī)的頂進(jìn)任務(wù)，要求完成轉(zhuǎn)彎、曲線 行進(jìn)、姿態(tài)控制、糾偏以及同步運(yùn)動(dòng)，使其能沿著事先設(shè)定好的路線前進(jìn)，是盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵 系統(tǒng)之一?？紤]到盾構(gòu)機(jī)具有大功率、變負(fù)載和動(dòng)力遠(yuǎn)距離傳遞及控制的特點(diǎn)，其推進(jìn)系統(tǒng) 都采用液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞、分配及控制，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)壓力、流量和速度的控制。惟 有如此，才能適應(yīng)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的惡劣工作環(huán)境。直徑①6m的盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)缸數(shù)量約為 16個(gè)，一般分成四組，每組的控制回路相同。現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主供油路，每組只采用一臺(tái)減 壓閥控制，滿足不了不斷變化的地質(zhì)情況和土室中壓力變化的要求。為了適應(yīng)這種變化情 況，缸速必須不斷調(diào)整，否則土室中壓力增高時(shí)缸速不能減少，則容易造成對(duì)塌，出現(xiàn)事故。 為了適應(yīng)不斷變化的地質(zhì)情況，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的改進(jìn)，已勢(shì)在必然。對(duì)每一組主供油路除 設(shè)置一臺(tái)減壓閥外還要增設(shè)一臺(tái)調(diào)速閥，這樣才能既控制系統(tǒng)的壓力又能控制系統(tǒng)流量， 實(shí)現(xiàn)壓力與流量的雙閉環(huán)控制。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于，設(shè)計(jì)一套合理的液壓系統(tǒng)，通過(guò)比例溢流閥和比例 調(diào)速閥來(lái)設(shè)定系統(tǒng)的壓力和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度，為液壓缸正常推進(jìn)提供穩(wěn)定的壓力流量控制 方式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓力閉環(huán)控制和流量閉環(huán)控制。 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 —種用于盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)缸液控回路，包括16個(gè)前進(jìn)缸，分作4組，每組含4個(gè)缸， 共用一個(gè)液控回路，各組的液控回路相同，均由閥塊A與閥塊B構(gòu)成，其特征在于所述的 閥塊A上裝有平衡閥4臺(tái)，三位四通電磁換向閥4臺(tái)，單向閥4臺(tái)、壓力繼電器和測(cè)壓接頭； 所述的閥塊B上則裝有比例調(diào)速閥、比例溢流閥和二位二通電磁換向閥；閥塊B把合在閥 塊A上；所述的閥塊上的對(duì)外接口 P、T、A、B為法蘭結(jié)構(gòu)，均采用軟管聯(lián)接；正常情況下，高 壓油由P 口經(jīng)比例調(diào)速閥、三位四通電磁換向閥和單向閥通向用油點(diǎn)，此時(shí)二位二通電磁 換向閥處于關(guān)閉位置，當(dāng)推進(jìn)缸快速返回時(shí)，該閥才處于開(kāi)通位置；由于地質(zhì)狀況的變化而 引起外負(fù)載和土壓變化時(shí)，由所述的壓力繼電器和裝在土倉(cāng)機(jī)械上的壓力傳感器分別輸出 4-20mA的反饋信號(hào)給系統(tǒng)的PLC, PLC則與系統(tǒng)上位PC機(jī)的設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算，并發(fā)出 4-20mA的控制信號(hào)給比例調(diào)速閥和比例溢流閥，調(diào)節(jié)二者的開(kāi)口度，完成系統(tǒng)流量的設(shè)定 和/或改變前進(jìn)缸的速度。[0006] 所述的平衡閥并接在閥塊A的單向閥的出口端，用于回油側(cè)壓力控制，防止外負(fù) 載力的突然加大，保護(hù)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定。 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，主要表現(xiàn)在利用采集外負(fù) 載力和土壓的反饋信號(hào)，通過(guò)PLC系統(tǒng)控制帶有模擬量放大器的比例調(diào)速閥和比例溢流閥 來(lái)設(shè)定系統(tǒng)壓力和改變前進(jìn)缸的速度，實(shí)現(xiàn)控制回路的壓力和流量的閉環(huán)控制。

本實(shí)用新型有附圖1幅，其中 圖1為本實(shí)用新型的一組控制回路系統(tǒng)原理圖。 在圖中1.比例調(diào)速閥，2.比例溢流閥，3.平衡閥，4. 二位二通電磁換向閥，5.三 位四通電磁換向閥，6.單向閥，7.壓力繼電器，8.測(cè)壓接頭。
具體實(shí)施方式如圖所示，一種用于盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)缸液控回路，其特征是在主回路中設(shè)置了比例 調(diào)速閥1 、比例溢流閥2、二位二通電磁換向閥4，控制回路設(shè)有三位四通電磁換向閥5、平衡 閥3、單向閥6，其余為附件壓力繼電器7、測(cè)壓接頭8。正常情況下高壓油由P經(jīng)比例調(diào)速 閥1、三位四通電磁換向閥5、單向閥6通向用油點(diǎn)。這時(shí)二位二通電磁換向閥4處于關(guān)閉 位置，只有在推進(jìn)缸快速返回時(shí)，該閥處于開(kāi)通位?？刂苹芈吩O(shè)了一臺(tái)平衡閥3，用于回油側(cè) 壓力控制，克服外負(fù)載力突然加大對(duì)系統(tǒng)造成破壞，保持系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，卸油口油路連通 低壓回路T。單向閥6其作用是阻斷由于外負(fù)載力產(chǎn)生的高壓油倒流，使其從平衡閥3安全 卸荷。工作中由于地質(zhì)的不斷變化，引起外負(fù)載力和土壓變化，要求前進(jìn)速度必須改變，可 通過(guò)比例溢流閥2(帶模擬量放大器)和比例調(diào)速閥l(帶模擬量放大器)來(lái)設(shè)定系統(tǒng)的壓 力和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的速度。壓力繼電器7帶有模擬量信號(hào)，時(shí)時(shí)反饋壓力信號(hào)，可與比例溢流閥 2和比例調(diào)速閥1形成閉環(huán)回路，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)壓力、流量、速度的自動(dòng)控制。系統(tǒng)壓力閉環(huán)控 制方式是在每一組系統(tǒng)中設(shè)一臺(tái)壓力繼電器7帶有模擬量信號(hào)，輸出4-20mA信號(hào)給PLC， PLC系統(tǒng)通過(guò)與計(jì)算機(jī)中已設(shè)定的數(shù)值對(duì)比后，輸出4-20mA信號(hào)給比例溢流閥2來(lái)調(diào)節(jié)閥 開(kāi)口度大小，完成系統(tǒng)壓力的設(shè)定。系統(tǒng)流量與缸速閉環(huán)控制方式是通過(guò)土倉(cāng)中機(jī)械安裝 的壓力傳感器，輸出4-20mA信號(hào)給PLC， PLC系統(tǒng)通過(guò)與計(jì)算機(jī)中已設(shè)定的數(shù)值對(duì)比后，輸 出4-20mA信號(hào)給比例調(diào)速閥1來(lái)調(diào)節(jié)閥開(kāi)口度大小，完成系統(tǒng)流量的設(shè)定，從而達(dá)到改變 前進(jìn)缸的速度。測(cè)壓接頭8用于壓力檢測(cè)口，可與壓力表、壓力繼電器連接。本系統(tǒng)的裝配 圖為塊式結(jié)構(gòu)，其中平衡閥3(共四臺(tái))、三位四通電磁換向閥5(共四臺(tái))、單向閥6(共四 臺(tái))、壓力繼電器7、測(cè)壓接頭8為一個(gè)閥塊A ;比例調(diào)速閥1、比例溢流閥2、二位二通電磁 換向閥4為一個(gè)閥塊B，裝配時(shí)把閥塊B把合在閥塊A上，塊上對(duì)外接口 P、T、A、B為法蘭結(jié) 構(gòu)，均為軟管連接。
權(quán)利要求一種用于盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)缸液控回路，包括16個(gè)前進(jìn)缸，分作4組，每組含4個(gè)缸，共用一個(gè)液控回路，各組的液控回路相同，均由閥塊A與閥塊B構(gòu)成；其特征在于所述的閥塊A上裝有平衡閥(3)4臺(tái)，三位四通電磁換向閥(5)4臺(tái)，單向閥(6)4臺(tái)、壓力繼電器(7)和測(cè)壓接頭(8)；所述的閥塊B上則裝有比例調(diào)速閥(1)、比例溢流閥(2)和二位二通電磁換向閥(4)；閥塊B把合在閥塊A上；所述的閥塊上的對(duì)外接口P、T、A、B為法蘭結(jié)構(gòu)，均采用軟管聯(lián)接；正常情況下，高壓油由P口經(jīng)比例調(diào)速閥(1)、三位四通電磁換向閥(5)和單向閥(6)通向用油點(diǎn)，此時(shí)二位二通電磁換向閥(4)處于關(guān)閉位置，當(dāng)推進(jìn)缸快速返回時(shí)，該閥才處于開(kāi)通位置；由于地質(zhì)狀況的變化而引起外負(fù)載和土壓變化時(shí)，由所述的壓力繼電器(7)和裝在土倉(cāng)機(jī)械上的壓力傳感器分別輸出4-20mA的反饋信號(hào)給系統(tǒng)的PLC，PLC則與系統(tǒng)上位PC機(jī)的設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算，并發(fā)出4-20mA的控制信號(hào)給比例調(diào)速閥(1)和比例溢流閥(2)，調(diào)節(jié)二者的開(kāi)口度，完成系統(tǒng)流量的設(shè)定和/或改變前進(jìn)缸的速度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)缸液控回路，其特征在于所述的平衡閥 (3)并接在閥塊A的單向閥(6)的出口端，用于回油側(cè)壓力控制，防止外負(fù)載力的突然加大， 保護(hù)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)缸液控回路，包括16個(gè)前進(jìn)缸，分為4組每組含4個(gè)缸，共用一個(gè)液控回路，各組的液控回路相同均由閥塊A與閥塊B構(gòu)成，其特征在于所述閥塊A上裝有平衡閥，三位四通電磁閥、單向閥、壓力繼電器和測(cè)壓點(diǎn)；閥塊B上則裝有比例調(diào)速閥，比例溢流閥和二位三通電磁閥；閥塊B把合在閥塊A上；閥塊上的對(duì)外接口P、T、A、B為法蘭結(jié)構(gòu)，均采用軟管聯(lián)接；當(dāng)外負(fù)載和土壓變化時(shí)通過(guò)壓力繼電器和壓力傳感器的信號(hào)傳輸給系統(tǒng)的PLC，由PLC發(fā)出指令信號(hào)控制所述比例調(diào)速閥或比例溢流閥調(diào)節(jié)其開(kāi)口度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)流量的設(shè)定和/或改變前進(jìn)缸的速度；所述的平衡閥則用于保護(hù)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定。本實(shí)用新型可在盾構(gòu)機(jī)或礦山機(jī)械上推廣使用。
文檔編號(hào)E21D9/093GK201539262SQ200920247809
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者付肅, 李相國(guó) 申請(qǐng)人:一重集團(tuán)大連設(shè)計(jì)研究院有限公司;中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司