[发明专利]硬岩掘进机实验台推进液压系统

说明书

技术领域

本发明涉及实验台推进液压系统，特别涉及硬岩掘进机实验台推进液压系统。

背景技术

硬岩隧道掘进机(简称TBM)，是一种集机械、电气、液压、信息等技术于一体的隧道掘进设备，在隧道、水利等基础设施建设中扮演极其重要的角色。

硬岩隧道掘进机属重型装备，系统庞大复杂，研发、制造成本高、周期长。硬岩隧道掘进机工作环境地质条件复杂，工况多变，研发测试时，对配套场地的要求也很高。故在前期理论研发时，必须引进计算机仿真技术，以此进行硬岩隧道掘进机机液系统动态特性仿真。但是由于用仿真的办法精确地模拟液压系统难度较大，故硬岩隧道掘进机机液仿真模型相比于真实系统有较大差异。所以在设备技术不成熟、工况条件不明确的情况下，盲目开发大型硬岩隧道掘进机既容易造成不必要的浪费，又给实验、测试带来困难，而仿真分析也不能得出精确特性。因而，硬岩隧道掘进机研发通常先采用缩比实验台进行测试、分析，待技术成熟后，再生产等比原型机。

在硬岩隧道掘进机的众多核心技术中，液压技术以其功率密度大的特点扮演了极其重要的角色。因而，搭建可模拟硬岩隧道掘进机作业时各类工况、综合液压控制技术的实验台是硬岩隧道掘进机整机开发中重要的一环。中国专利号201410246311.6给出了一种顺应突变载荷的硬岩隧道掘进机推进液压系统；中国专利号201310716992.3给出了一种压力流量全过程适应的硬岩隧道掘进机推进液压系统；中国专利号201410241399.2给出了一种双模式切换的硬岩隧道掘进机推进液压系统；中国专利号201410615038.X给出了一种推力和支撑力实时耦合的硬岩隧道掘进机推进支撑液压系统。但对实现匀速推进、抑制偏载、配合调向的硬岩掘进机实验台推进液压系统的研究较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种匀速控制精度高、能够抑制偏载并且配合调向的硬岩掘进机实验台推进液压系统。

为实现本发明目的采用的技术方案如下：

本发明的硬岩掘进机实验台推进液压系统,它包括一个控制器和送油管路，所述的送油管路一端与油箱连通并且另一端顺次连接过滤器、定量泵、单向阀以及截止阀，电动机与所述的定量泵刚性连接，所述的定量泵的出油口与先导式电磁溢流阀的进油口相连接，所述的先导式电磁溢流阀的先导控制油口与二位四通换向阀的第一口连接，所述的二位四通换向阀的第二口以及先导式电磁溢流阀出油口与油箱连接；所述的截止阀的出油口与三位四通电液伺服阀的第一口连接，所述的三位四通电液伺服阀的第四口分别与第一、第二、第三、第四单向比例减压阀的进口连接，所述的第一、第二、第三、第四单向比例减压阀的出油口各自连接一个压力传感器以及一个推进缸的无杆腔，四个推进缸的有杆腔分别与三位四通电液伺服阀的第三口连接，所述的四个推进缸分别内置一个位移传感器，所述的三位四通电液伺服阀的第二口与油箱连接，四个所述的位移传感器与控制器相连，所述的控制器根据四个推进缸的平均位移信号，向所述的三位四通电液伺服阀输出开度信号，并且所述的控制器根据位移传感器输出的四个推进缸的位移信号或根据控制器接收的主动转向信号控制四个单向比例减压阀的出口压力。

本发明的有益效果如下：

1.由于推进油缸与主梁成一个变化的角度，主梁匀速前进时，推进缸必须变速推进，故从推进缸位移传感器获得位移值，输入给控制器，控制器依据所给相关公式可得对应位移值的流量，进而发出控制信号给三位四通电液伺服阀来精准控制推进缸流量，以实现主梁匀速推进。

2.当主梁偏载时，传统的推进系统会随着偏载发生，逐渐产生更大的偏载，本发明所述的推进系统可实时调控四个推进缸无杆腔的压力，以实现主梁偏载时抑制偏载。

3.当主梁主动转向时，传统的推进系统会抑制主梁的调向效果，本发明所述的推进系统可实时调控四个推进缸无杆腔的压力，以实现主梁调向时配合调向。

4.本发明所述液压系统结构简单，对于硬岩掘进机实验台来说，既能大幅降低成本，又能高效地实现实验台的各种功能，能够较准确地模拟硬岩隧道掘进机的实际运行工况，提高研发效率。

5.本发明所述的推进系统能够实现推进油缸的快速复位的功能，既能模拟硬岩隧道掘进机实际工况，又能提高实验台的效率。

6.本发明所述的推进液压系统可用于硬岩隧道掘进机控制算法开发，通过研究不同控制算法的效果，得出最佳控制策略。

7.本发明所述推进液压系统采用三位四通电液伺服阀，具有动态响应快，仿真精度高、占用场地小等优点。

附图说明