口各自连接一个压力传感器103-1、103-2、103-3、103-4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104的第三口 A连接，所述的 四个推进缸分别内置一个位移传感器105,由于结构相同，图中仅标示了第一推进缸101-1 的位移传感器，三位四通电液伺服阀104的第二口 T与油箱1连接。
[0031] 本装置还包括一个控制器，四个所述的位移传感器105与控制器相连，所述的控 制器根据四个液压缸的平均位移信号，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105输出的四个液压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。
[0032] 本发明的硬岩掘进机实验台推进液压系统能够模拟实际硬岩隧道掘进机推进时 的各种不同的运行工况。
[0033] 油源为推进系统供油的工况：电动机3和先导式电磁溢流阀5同时带电，控制器的 定时器开始计时，先导式电磁溢流阀5的先导级控制油路与油箱1连接，使油栗处于卸荷状 态，电动机3带动定量栗4转动，定量栗4经过过滤器2从油箱1吸油，定量栗4排出的油 液经先导式电磁溢流阀5卸荷，定时器到达设定时间后，先导式电磁溢流阀5失电，发挥溢 流作用，定量栗4开始加载，经单向阀6和截止阀7向推进油路供油。
[0034] 刀盘9匀速推进工况：三位四通电液伺服阀104右位接通，油液经截止阀7、三位 四通电液伺服阀104右位、第一、二、三、四单向比例减压阀102-1、102-2、102-3、102-4进入 内置位移传感器的第一、二、三、四推进缸101-1、101-2、101_3、101-4的无杆腔，内置位移 传感器的第一、二、三、四推进缸101-1、101-2、101-3、101-4的有杆腔油液经三位四通电液 伺服阀104的右位流回油箱1。单向比例减压阀可据所需推力设置为某一压力值，并且该压 力值实时可控，以改变推进缸推力大小。各缸无杆腔压力可由对应设置的第一、二、三、四压 力传感器103-1、103-2、103-3、103-4得到，便于监控。将四个推进缸101的位移传感器105 所测位移值取平均值S输入到控制器，控制器通过所推导的公式
计算出四个推进缸所需总流量Q，据此发出控制信号给三位四通电液伺服阀104,来精准控 制流量以达到刀盘9匀速推进的目的。
[0035] 刀盘9快速复位工况：三位四通电液伺服阀104左位接通，油液经截止阀7、三 位四通电液伺服阀104左位进入内置位移传感器的第一、二、三、四推进缸101-1、101-2、 101-3U01-4的有杆腔，内置位移传感器的第一、二、三、四推进缸101-1、101-2、101-3、 101- 4的无杆腔油液分别经第一、二、三、四单向比例减压阀102-1、102-2、102-3、102-4和 三位四通电液伺服阀104左位进入油箱1。可通过三位四通电液伺服阀104调节快速复位 的速度，以实现多种不同的复位速度，以便更好地满足实验需求。
[0036] 刀盘9推进中发生偏载时，抑制偏载工况：如果刀盘9向左偏载，由推进缸101内 置位移传感器105所测得的左侧第一、第二推进缸101-1、101-2位移平均值S会小于右侧 第三、第四推进缸101-3、101-4的位移平均值S，所测位移平均值输入到控制器，控制器计 算后控制增大左侧第一、第二单向比例减压阀102-1、102-2出口压力，使其大于右侧第三、 第四单向比例减压阀102-3U02-4出口压力，直至左右位移值差别很小时恢复同样压力， 以抑制刀盘9向左偏载，保持正确的掘进姿势；如果刀盘9向右偏载时相反。如果刀盘9 向下偏载时，由各推进缸内置位移传感器105所测得的下侧第二、第四推进缸101-2、101-4 的位移平均值S会小于上侧第一、第三推进缸101-U101-3的位移平均值S，所测位移平均 值输入到控制器，控制器通过计算后控制增大下侧第二、第四单向比例减压阀102-2、102-4 出口压力，使其大于上侧第一、第三单向比例减压阀102-1、102-3出口压力，直至上下位移 值差别很小时恢复同样压力，以抑制刀盘9向下偏载，保持正确的掘进姿势；如果刀盘9向 上偏载时相反。
[0037] 刀盘9推进中主动转向时，配合转向工况：如果刀盘9主动左转时，控制器根据输 入的操作控制信号控制左侧第一、第二单向比例减压阀102-1、102-2出口压力，使其小于 右侧第三、第四单向比例减压阀102-3、102-4出口压力，以配合左转动作；如果刀盘9主 动右转时相反。如果控制刀盘9主动上升时，控制器控制上侧第一、第三单向比例减压阀 102- 1、102-3出口压力，使其小于下侧第二、第四单向比例减压阀102-2、102-4出口压力， 以配合上升动作；如果刀盘9主动下降时相反。
[0038] 所述系统元件已有产品，具体选型需结合设计参数和要求确定。
[0039] 需要注意的是，上述实施例仅仅是本发明的优选实施方式，显然，本发明不限于以 上实施例，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案 做出的各种变形和改进，均应认为在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 硬岩掘进机实验台推进液压系统，其特征在于：它包括送油管路，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、定量栗、单向阀以及截止阀，电动机与所述的 定量栗刚性连接，所述的定量栗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。2. 根据权利要求1所述的硬岩掘进机实验台推进液压系统，其特征在于：它包括一个 控制器，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液压缸的平均位移 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 出的四个液压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。
【专利摘要】本发明公开了硬岩掘进机实验台推进液压系统,它包括送油管路，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；截止阀的出油口与三位四通电液伺服阀的第一口连接，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，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，四个推进缸分别内置一个位移传感器，三位四通电液伺服阀的第二口与油箱连接。采用本系统可以实现主梁匀速推进，主梁偏载时抑制偏载，主梁调向时配合调向。
【IPC分类】F15B11/08
【公开号】CN105020187
【申请号】CN201510308437
【发明人】肖聚亮, 张金望, 杨玉虎, 王国栋
【申请人】天津大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月5日