一种盾构机铰接液压系统的制作方法

本实用新型涉及盾构机领域，具体涉及一种盾构机铰接液压系统。

背景技术：

盾构机是一种隧道施工中的用于掘进的专用工程机械，盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用，盾构机的灵敏度l/d通常达到1.3左右，难以在曲线段施工，为了便于对有弯道的隧道进行施工，提高盾构机的操作性能，将盾构机分为前后两个部分，中间用千斤顶连接起来，形成一个铰接装置。

目前，现有技术中的铰接系统按照铰接油缸安装位置划分为被动铰接系统和主动铰接系统，被动铰接系统安装于盾体后部，适合直道和弯道半径较大的隧道；主动铰接系统安装在盾体中间位置，适合多种形式的隧道，尤其是弯道半径较小的隧道，为了满足盾构机曲线掘进施工，以及掘进过程中自身姿态调整，纠偏的需要，本实用新型设计了一种驱动铰接装置动作的铰接液压系统，该铰接液压系统与铰接装置-千斤顶连接，用于驱动千斤顶工作。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种与盾构机铰接装置连接盾构机铰接液压系统，以解决盾构机在曲线段掘进施工过程中，驱动铰接装置动作，实现铰接装置的伸出，缩回，偏转以及随动，锁定等功能。

本实用新型的技术方案如下：

一种盾构机铰接液压系统，包括液压油箱、液压泵、铰接油缸，所述液压泵的进油口通过管道与所述液压油箱连接，所述液压泵的出油口通过管道与第一电磁阀的p口连接，所述第一电磁阀的t口通过管道与所述液压油箱连接，所述第一电磁阀的a口通过管道与液压锁的a1口连接，所述第一电磁阀的b口通过管道与液压锁的b1口连接，所述液压锁的a2口通过管道连接所述铰接油缸的无杆腔，所述液压锁的b2口通过管道连接所述铰接油缸的有杆腔，所述铰接油缸与所述液压油箱之间设置浮动回路和背压回路并通过管路连接，所述液压锁与所述液压油箱之剑设置卸荷回路并通过管路连接，所述液压泵与所述液压油箱之间设置锁定回路并通过管路连接。

进一步改进在于，所述浮动回路包括第二电磁阀，所述第二电磁阀的第一工作口通过管道连接液压泵的出油口，所述第二电磁阀的第三工作口通过管道连接第一液控单向阀的a口，所述第一液控单向阀的b口通过管道连接所述铰接油缸的无杆腔，所述第二电磁阀的c口通过管道连接所述铰接油缸的有杆腔，所述第二液控单向阀的c口与所述液压油箱连接。

进一步改进在于，所述第二电磁阀为二位三通阀。

进一步改进在于，所述电磁阀的第二工作口通过管道连接第一单向阀的进油口，所述第一单向阀的出油口通过管道连接所述液压油箱。

进一步改进在于，所述背压回路包括第四溢流阀，所述第四溢流阀的出油口通过管道连接所述液压油箱，所述第四溢流阀的进油口通过管道连接第二单向阀的出油口，所述第二单向阀的进油口通过管道连接所述第一液控单向阀的c口。

进一步改进在于，所述锁定回路包括第一溢流阀，所述第一溢流阀的出油口通过管路连接液压泵的出油口，所述第一溢流阀的进油口与所述液压油箱连接。

进一步改进在于，所述卸荷回路包括第二溢流阀和第三溢流阀，所述第二溢流阀的进油口通过管道连接所述液压锁的b2口，所述第二溢流阀的进油口通过管道连接所述液压油箱，所述第三溢流阀的进油口通过管道连接所述液压锁的a2口，所述第三溢流阀的出油口通过管道连接所述液压油箱。

进一步改进在于，所述第一电磁阀为四位三通阀。

进一步改进在于，所述铰接油缸上安装有形成传感器，所述形成传感器用于检测所述铰接油缸的伸出和缩回过程中的速度和位移并将数据反馈给plc控制器，用于控制盾构机在铰接动作过程中的姿态。

本实用新型的有益技术效果为：

(1)本实用新型可以解决盾构机在曲线段掘进施工过程中的驱动交接装置动作，实现交接装置的伸出、缩回、偏转以及随动和锁定等功能；

(2)锁定回路中的溢流阀调定铰接装置的最大输出压力，电磁阀控制铰接油缸的伸出、缩回换向；卸荷回路可以具备安全阀的功能，防止铰接油缸压力超过限定值；浮动回路可以使铰接油缸保持浮动状态；背压回路可以防止液压油误入铰接油缸中，造成液控单向阀的异常反向开启。

附图说明

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

图1为本实用新型一实施例所述的一种盾构机铰接液压系统原理图；附图标记说明：

1、液压泵；2、第一溢流阀；3、第一电磁阀；4、第一单向阀；5、电磁阀；51、第一工作口；52、第二工作口；53、第三工作口；6、液压锁；71、第二溢流阀；72、第三溢流阀；8、第四溢流阀；9、第二单向阀；101、第一液控单向阀；102、第二液控单向阀；11、铰接油缸；111、有杆腔；112、无杆腔；12、行程传感器。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种盾构机铰接液压系统，包括铰接油缸11，铰接油缸11作为铰接液压系统的执行元件，与盾构机铰接装置，例如千斤顶连接，目的在于驱动铰接装置动作，具体结构及连接关系如图1所示：

一种盾构机铰接液压系统，包括液压油箱，液压油箱用于存储，冷却铰接系统使用的液压油，液压油箱通过管道连接液压泵1的吸油口，液压泵1作为铰接液压系统的动力源，液压泵1的出油口通过管道连接第一电磁阀3的p口，第一电磁阀3可以选用四位三通阀，第一电磁阀3的t口通过管道连接液压油箱，第一电磁阀3的a口通过管道连接液压锁6的a1口，第一电磁阀3的b口通过管道连接液压锁6的b1口，液压锁6的b2口通过管道连接铰接油缸11的无杆腔111，液压锁6的a2口通过管道连接铰接油缸11的有杆腔112,构成控制铰接油缸11执行伸出，缩回动作的工作回路。具体实现方式如下：

当需要铰接装置动作时，铰接油缸11伸出：液压泵1启动，电磁铁dt1得电，液压油从液压油箱进入液压泵1的吸油口，从液压泵1出油口进入第一电磁阀3的p口，从第一电磁阀3的a口进入液压锁6的a1口，从液压锁6的b2口进入铰接油缸11的无杆腔111推动铰接油缸活塞杆向外伸出。此时，铰接油缸11有杆腔112的液压油进入液压锁6的a2口，从液压锁6的b1口进入第一电磁阀3的b口，从第一电磁阀3的t口回到液压油箱。

当需要铰接装置转向时，铰接油缸11缩回：液压泵1启动，电磁铁dt2得电，液压油从液压油箱进入液压泵1吸油口，从液压泵1出油口进入第一电磁阀3的p口，从第一电磁阀3的b口进入液压锁6的b1口，从液压锁6的a2口进入铰接油缸11的有杆腔112推动铰接油缸11活塞杆向内缩回。此时，铰接油缸11无杆腔112的液压油进入液压锁6的b2口，从液压锁6的a1口进入第一电磁阀3的a口，从第一电磁阀3的t口回到液压油箱。

为了记录铰接油缸11伸出或缩回过程中的速度和位移，在铰接油缸11还安装有行程传感器12，行程传感器12用来检测铰接油缸的伸出和缩回过程中的速度和位移，并将数据反馈给plc控制器，用以控制盾构机在铰接动作过程中的姿态。

此外，为了使铰接油缸11处于浮动状态，可以在外力的作用下任意伸缩，还设置有浮动回路，浮动回路包括第二电磁阀5，第二电磁阀5可以选用二位三通阀，第二电磁阀5的第一工作口51通过管道连接液压泵1的出油口，所述电磁阀5的第三工作口53通过管道连接第一液控单向阀101的a口，所述第一液控单向阀101的b口通过管道连接铰接油缸11的无杆腔111，第二电磁阀5的c口通过管道连接第二液控单向阀102的a口，所述第二液控单向阀102的b口通过管道连接所述铰接油缸11的有杆腔112，第二电磁阀5的b口通过管道连接第一单向阀4的进油口，所述第一单向阀4的出油口通过管道连接所述液压油箱。第二液控单向阀102的c口与所述液压油箱连接。第一单向阀4的作用是防止其他油路液压油经第二电磁阀5进入液控单向阀101和液控单向阀102造成液控单向阀异常的反向开启。

铰接油缸浮动：液压泵1启动，电磁铁dt3得电，液压油从液压油箱进入液压泵1吸油口，从液压泵1出油口进入第二电磁阀5的第一工作口51，从第二电磁阀5的第三工作口53进入第一液控单向阀101的a口和第二液控单向阀102的a口，使第一液控单向阀101和第二液控单向阀102反向开启。此时铰接油缸处于浮动状态，各回路的液压油无法到达铰接油缸11的无杆腔111和有杆腔112，使其只在外力作用下实现任意伸缩。

为了防止铰接油缸11的压力超过限定值，还包括卸荷回路，卸荷回路包括第二溢流阀71和第三溢流阀72，第二溢流阀71的进油口通过管道连接液压锁6的a2口，第二溢流阀71的进油口通过管道连接液压油箱，第三溢流阀72的进油口通过管道连接液压锁6的b2口，第三溢流阀72的出油口通过管道连接所述液压油箱，当铰接油缸11的工作回路正常工作时，第二溢流阀71和第三溢流阀72是关闭的。当铰接油缸11的无杆腔111负载超过规定的极限值时，第三溢流阀72自动开启，进行过载保护，卸荷多余的液压油，返回到液压油箱中，当铰接油缸11的有杆腔112负载超过规定的极限值时，第二溢流阀71开启，进行过载保护，卸荷多余的液压油，返回到液压油箱中。

为了防止液压油经过第二液控单向阀102进入铰接油缸11的无杆腔111从而影响控制系统的浮动状态，还设置有第二单向阀9，第二单向阀9的进油口通过管道连接所述第二液控单向阀102的c口接液压油箱。

在铰接油缸11在浮动状态下，无杆腔111具有一定的压力，为了消除该压力，还设置有第四溢流阀8，第四溢流阀8的出油口通过管道连接所述液压油箱，第四溢流阀8的进油口通过管道连接第二单向阀9的出油口，当液压油经过第二单向阀9流向第四溢流阀8时，第四溢流阀8开启，卸荷多余的液压油，使多余的液压油返回液压油箱中。

第四溢流阀8和第二单向阀9的设置共同保证了铰接油缸11在浮动状态时，无杆腔111和有杆腔112没有任何压力，伸出及缩回只受外力影响。

当需要保持铰接装置目前的状态时，为了防止铰接油缸的伸缩动作影响目前铰接装置的状态，还包括锁定回路，锁定回路包括第一溢流阀2，第一溢流阀2的出油口通过管路连接液压泵1的出油口，第一溢流阀2的进油口与液压油箱连接。

铰接油缸锁定：液压泵1启动，液压油从液压油箱进入液压泵1吸油口，从液压泵1出油口进入第一溢流阀2的进油口，从第一溢流阀2的出油口回到液压油箱。此时铰接油缸处于锁定状态，在外力作用下不能进行伸缩动作，从而达到了保持铰接装置目前状态的效果。

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。