专利名称：一种用于盾构机的前进缸液控回路的制作方法
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①6m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，则容易造成對塌，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 —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。[0006] 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。
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l(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。
权利要求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(3)4台，三位四通电磁换向阀(5)4台，单向阀(6)4台、压力继电器(7)和测压接头(8)；所述的阀块B上则装有比例调速阀(1)、比例溢流阀(2)和二位二通电磁换向阀(4)；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(1)、三位四通电磁换向阀(5)和单向阀(6)通向用油点，此时二位二通电磁换向阀(4)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(7)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(1)和比例溢流阀(2)，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。
2. 根据权利要求1所述的用于盾构机的前进缸液控回路，其特征在于所述的平衡阀 (3)并接在阀块A的单向阀(6)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。
专利摘要本实用新型公开一种用于盾构机的前进缸液控回路，包括16个前进缸，分为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，其特征在于所述阀块A上装有平衡阀，三位四通电磁阀、单向阀、压力继电器和测压点；阀块B上则装有比例调速阀，比例溢流阀和二位三通电磁阀；阀块B把合在阀块A上；阀块上的对外接口P、T、A、B为法兰结构，均采用软管联接；当外负载和土压变化时通过压力继电器和压力传感器的信号传输给系统的PLC，由PLC发出指令信号控制所述比例调速阀或比例溢流阀调节其开口度，实现系统流量的设定和/或改变前进缸的速度；所述的平衡阀则用于保护系统压力的稳定。本实用新型可在盾构机或矿山机械上推广使用。
文档编号E21D9/093GK201539262SQ200920247809
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月2日 优先权日2009年11月2日
发明者付肃, 李相国 申请人:一重集团大连设计研究院有限公司;中国第一重型机械股份公司