[实用新型]一种用于盾构机的前进缸液控回路

说明书

技术领域

本实用新型涉及开采机械的配套装置，尤其涉及矿用设备液压系统，主要用于盾构机的顶进任务，为盾构机前进提供动力。

背景技术

盾构掘进机是一种用于地下隧道工程开挖的复杂机电系统，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌和测量导向纠偏等多项功能。并已广泛用于地铁、铁路、公路、市政和水电隧道工程。具有开挖速度快、质量高、人员劳动强度小、安全性高、对地表沉降和环境影响小的优点。前进缸是其推进系统，承担着整个盾构机的顶进任务，要求完成转弯、曲线行进、姿态控制、纠偏以及同步运动，使其能沿着事先设定好的路线前进，是盾构机的关键系统之一。考虑到盾构机具有大功率、变负载和动力远距离传递及控制的特点，其推进系统都采用液压系统来实现动力的传递、分配及控制，达到对系统压力、流量和速度的控制。惟有如此，才能适应盾构机推进系统的恶劣工作环境。直径Φ6m的盾构机的前进缸数量约为16个，一般分成四组，每组的控制回路相同。现有系统设计的主供油路，每组只采用一台减压阀控制，满足不了不断变化的地质情况和土室中压力变化的要求。为了适应这种变化情况，缸速必须不断调整，否则土室中压力增高时缸速不能减少，则容易造成坍塌，出现事故。为了适应不断变化的地质情况，对系统进行必要的改进，已势在必然。对每一组主供油路除设置一台减压阀外还要增设一台调速阀，这样才能既控制系统的压力又能控制系统流量，实现压力与流量的双闭环控制。

发明内容

本实用新型的发明目的在于，设计一套合理的液压系统，通过比例溢流阀和比例调速阀来设定系统的压力和调节系统的速度，为液压缸正常推进提供稳定的压力流量控制方式，同时实现压力闭环控制和流量闭环控制。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种用于盾构机的前进缸液控回路，包括16个前进缸，分作4组，每组含4个缸，共用一个液控回路，各组的液控回路相同，均由阀块A与阀块B构成，其特征在于：所述的阀块A上装有平衡阀4台，三位四通电磁换向阀4台，单向阀4台、压力继电器和测压接头；所述的阀块B上则装有比例调速阀、比例溢流阀和二位二通电磁换向阀；阀块B把合在阀块A上；所述的阀块上的对外接口P、T、A、B为法兰结构，均采用软管联接；正常情况下，高压油由P口经比例调速阀、三位四通电磁换向阀和单向阀通向用油点，此时二位二通电磁换向阀处于关闭位置，当推进缸快速返回时，该阀才处于开通位置；由于地质状况的变化而引起外负载和土压变化时，由所述的压力继电器和装在土仓机械上的压力传感器分别输出4-20mA的反馈信号给系统的PLC，PLC则与系统上位PC机的设定值进行比较计算，并发出4-20mA的控制信号给比例调速阀和比例溢流阀，调节二者的开口度，完成系统流量的设定和/或改变前进缸的速度。

所述的平衡阀并接在阀块A的单向阀的出口端，用于回油侧压力控制，防止外负载力的突然加大，保护系统压力的稳定。

与现有技术相比较，本实用新型的优点是显而易见的，主要表现在利用采集外负载力和土压的反馈信号，通过PLC系统控制带有模拟量放大器的比例调速阀和比例溢流阀来设定系统压力和改变前进缸的速度，实现控制回路的压力和流量的闭环控制。

附图说明

本实用新型有附图1幅，其中：

图1为本实用新型的一组控制回路系统原理图。

在图中：1.比例调速阀，2.比例溢流阀，3.平衡阀，4.二位二通电磁换向阀，5.三位四通电磁换向阀，6.单向阀，7.压力继电器，8.测压接头。

具体实施方式

如图所示，一种用于盾构机的前进缸液控回路，其特征是在主回路中设置了比例调速阀1、比例溢流阀2、二位二通电磁换向阀4，控制回路设有三位四通电磁换向阀5、平衡阀3、单向阀6，其余为附件压力继电器7、测压接头8。正常情况下高压油由P经比例调速阀1、三位四通电磁换向阀5、单向阀6通向用油点。这时二位二通电磁换向阀4处于关闭位置，只有在推进缸快速返回时，该阀处于开通位。控制回路设了一台平衡阀3，用于回油侧压力控制，克服外负载力突然加大对系统造成破坏，保持系统压力的稳定，卸油口油路连通低压回路T。单向阀6其作用是阻断由于外负载力产生的高压油倒流，使其从平衡阀3安全卸荷。工作中由于地质的不断变化，引起外负载力和土压变化，要求前进速度必须改变，可通过比例溢流阀2(带模拟量放大器)和比例调速阀1(带模拟量放大器)来设定系统的压力和调节系统的速度。压力继电器7带有模拟量信号，时时反馈压力信号，可与比例溢流阀2和比例调速阀1形成闭环回路，达到对系统压力、流量、速度的自动控制。系统压力闭环控制方式是在每一组系统中设一台压力继电器7带有模拟量信号，输出4-20mA信号给PLC，PLC系统通过与计算机中已设定的数值对比后，输出4-20mA信号给比例溢流阀2来调节阀开口度大小，完成系统压力的设定。系统流量与缸速闭环控制方式是通过土仓中机械安装的压力传感器，输出4-20mA信号给PLC，PLC系统通过与计算机中已设定的数值对比后，输出4-20mA信号给比例调速阀1来调节阀开口度大小，完成系统流量的设定，从而达到改变前进缸的速度。测压接头8用于压力检测口，可与压力表、压力继电器连接。本系统的装配图为块式结构，其中平衡阀3(共四台)、三位四通电磁换向阀5(共四台)、单向阀6(共四台)、压力继电器7、测压接头8为一个阀块A；比例调速阀1、比例溢流阀2、二位二通电磁换向阀4为一个阀块B，装配时把阀块B把合在阀块A上，块上对外接口P、T、A、B为法兰结构，均为软管连接。