[发明专利]一种掘进机推进控制系统及掘进机

说明书

本发明涉及隧道掘进技术领域，本发明的目的在于提供一种掘进机推进控制系统及掘进机，以解决现有技术中的V形油缸掘进机的控制系统调控操作不便、纠滚和推进的过程逻辑复杂的技术问题。掘进机推进控制系统包括纠滚油路、多个独立纠滚阀组，纠滚油路包括纠滚进油路，纠滚进油路用于向对应油缸的无杆腔补充油液，从而在对应油缸的作用下产生纠滚扭矩，独立纠滚阀组连接在纠滚进油路上，各独立纠滚阀组分别与控制器控制连接，各纠滚进油路上连接的独立纠滚阀组用于调节各纠滚油路向对应油缸补充油液的流量，以改变奇数油缸和偶数油缸之间的流量差，使奇数油缸和偶数油缸间因流量差而产生伸出速度和伸出距离的差值，从而在盾体上产生纠滚扭矩。

技术领域

本发明涉及隧道掘进技术领域，具体涉及一种掘进机中的防滚转控制系统。

背景技术

随着城建节奏的加快，隧道施工及其内部建设已成为城市发展不可或缺的施工项目，越来越多的城市开始修建地铁、施工地下工程以满足现代化发展需求。隧道加工所用的掘进机也已成为现有技术中不断创新进步的必要工程设备。掘进机通常包括盾体以及设置在盾体前端的刀盘，盾体中设有能够推动刀盘在隧道中前进的油缸，油缸通常垂直于刀盘水平布置，且油缸在盾体中呈环形均布有多个，刀盘能够在隧道中被各油缸共同顶推前进，随着刀盘的转动和前进从而掘进出所需轨道和地下工程。盾体内还设有扭矩臂、扭矩梁以及撑靴，以抵消刀盘的旋转扭矩，从而使刀盘和盾体能够平稳地掘进出所需的隧道或地下空间。但常规的隧道掘进机刀盘虽然结构稳定，但其刀盘姿态较少、整体结构较为笨重，无法满足部分隧道的转向或弯折需求。

现有技术中对常规掘进机的改进在于，取消传统掘进机中的扭矩臂或扭矩梁，采用成对布置为V形的奇数油缸和偶数油缸作为推进油缸连接在刀盘后侧的盾体中，通过调整奇、偶数油缸内的进油流量从而产生推力差，为掘进机正常推进提供不同的角度朝向，以此来实现掘进机整机的小转弯半径，采用V形油缸布置结构的掘进机刀盘位姿较多、设备整体更灵活，但相对应地掘进机的自由度增多、刀盘产生的扭矩也会增大，如何保证刀盘旋转时不会带动盾体滚转是V形油缸在盾构机中布置的关键。

申请公布号为CN112943733A的发明专利申请公开了一种掘进机推进系统及其控制方法，掘进机推进系统包括推进泵源、控制阀组以及推进油缸。每组V形油缸均包括布置方向呈V形的两个油缸，盾体中的V形油缸由(1)至(n)的编号顺序排布，其中1、3、5等奇数编号的油缸定义为奇数油缸，2、4、6等偶数编号的油缸为偶数油缸，各油缸均包括缸体和设在缸体中的活塞杆，各油缸的有杆腔上连接有有杆腔油路、无杆腔上连接有无杆腔油路，无杆腔油路和无杆腔油路均连接于油缸控制阀组(即文中的推进控制阀组)，油缸控制阀组连接于推进进油路和推进回油路，推进进油路连接于液压油源，推进回油路连接于回油箱。油缸和无杆腔油路、有杆腔油路之间有平衡阀。其中，油缸控制阀组包括四通电磁阀，通过油缸控制阀组控制各奇数油缸和偶数油缸内的进、回油流量差，实现油缸的推进和缩回。油缸控制阀组还包括纠滚控制阀组、连接在油路上的比例减压阀、回油单向阀等控制阀组，各控制阀组均通过油路并联在主油路上并且与油缸相连通。通过控制器控制油缸控制阀组中各阀门的通断和流量调配，以对油缸的有杆腔和无杆腔供油和回油。纠滚控制阀组包括连接在液压油源与油缸的无杆腔之间主油路上的电磁球阀和纠滚比例调速阀，纠滚比例调速阀与奇数油缸的无杆腔之间设置有奇数油缸纠滚开关阀、与偶数油缸的无杆腔之间设置有偶数油缸纠滚开关阀。纠滚比例调速阀和油缸控制阀组在需要奇数油缸同时伸出或偶数油缸同时伸出时，同时通断并调控主油路中的总流量分配差值，以其内的总分配逻辑将不同流量的油液注入各油缸中，使各奇数油缸或偶数油缸之间产生流量差，从而改变了各奇数油缸或各偶数油缸的伸出速度，从而产生反力矩，实现掘进机的纠滚防偏，主油路上的纠滚比例调速阀对各油缸中的无杆腔流量进行分配补进。