一种节能型盾构机管片旋转液压系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种液压系统，具体是一种节能型盾构机管片旋转液压系统。


背景技术：

2.管片拼装是隧道衬砌额的重要拼装设备，依靠旋转前后移动来进行周向管片拼装，拼装角度已6点钟方向为0度，分别为左转0
°
—+200
°
、右转0
°
—-200
°
管片拼装完成后空载旋转到0度位置，其自身下降过程中重力势能也相当可观，因此，对于管片拼装机周向运动与垂直下降过程中的重力势能回收可用于管片的提升和旋转。现有管片拼装液压系统通常采用减压阀、流量阀进行压力、流量调节，系统存在能量损失，且重力负载能量白白浪费掉。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种节能型盾构机管片旋转液压系统，实现节能降耗，并减少了液压系统的装机功率。
4.为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种节能型盾构机管片旋转液压系统，包括油箱、电机、恒压变量泵、单向阀、溢流阀、二位二通电磁换向阀、液压变压器、蓄能器、三位四通电磁换向阀、第一安全阀、第二安全阀和齿条油缸，所述恒压变量泵的进油口与油箱连接，恒压变量泵的出油口与单向阀的进油口连接，单向阀的出油口分别与溢流阀的进油口、二位二通电磁换向阀的油口p、液压变压器的高压口u1连接，液压变压器的高压口u1和三位四通电磁换向阀的进油口p1连接，二位二通电磁换向阀的油口a与蓄能器的油口连接，溢流阀的出油口与油箱连接。
5.所述液压变压器的回油口r1与油箱连接，液压变压器的负载口v1与三位四通电磁换向阀的回油口t1连接。
6.所述三位四通电磁换向阀的工作油口a1与第一安全阀的进油口、第二安全阀的出油口和齿条油缸的右端油口连接，三位四通电磁换向阀的工作油口b1与第一安全阀的出油口、第二安全阀的进油口和齿条油缸的左端油口连接。
7.所述第一安全阀(10)和第二安全阀(11)的设定压力高于系统的工作压力。
8.有益效果：本实用新型将液压变压器应用于盾构机管片旋转液压回路中，通过调节液压变压器排量来调节液压回路的压力，减少了压力损失，还可进行能量的回收与再利用；由于系统中没有节流元件，能量传递效率高，避免了节流调速系统中的能量损失，节能效果明显，减少了液压系统的装机功率。
附图说明
9.图1为本实用新型的结构示意图。
10.图中：1、油箱；2、电机；3、恒压变量泵；4、单向阀；5、溢流阀；6、二位二通电磁换向阀；7、液压变压器；8、蓄能器；9、三位四通电磁换向阀；10、第一安全阀；11、第二安全阀；12、
齿条油缸。
具体实施方式
11.下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。
12.如图1所示，本实用新型提供了一种节能型盾构机管片旋转液压系统，包括油箱1、电机2、恒压变量泵3、单向阀4、溢流阀5、二位二通电磁换向阀6、液压变压器7、蓄能器8、三位四通电磁换向阀9、第一安全阀10、第二安全阀11和齿条油缸12，所述恒压变量泵3的进油口与油箱1连接，恒压变量泵3的出油口与单向阀4的进油口连接，单向阀4的出油口分别与溢流阀5的进油口、二位二通电磁换向阀6的油口p、液压变压器7的高压口u1连接，液压变压器7的高压口u1和三位四通电磁换向阀9的进油口p1连接，二位二通电磁换向阀6的油口a与蓄能器8的油口连接，溢流阀5的出油口与油箱1连接。
13.所述液压变压器7的回油口r1与油箱1连接，液压变压器7的负载口v1与三位四通电磁换向阀9的回油口t1连接。
14.所述三位四通电磁换向阀9的工作油口a1与第一安全阀10的进油口、第二安全阀11的出油口和齿条油缸12的右端油口连接，三位四通电磁换向阀9的工作油口b1与第一安全阀10的出油口、第二安全阀11的进油口和齿条油缸12的左端油口连接。
15.本实用新型的工作原理如下：
16.电机2得电启动，恒压变量泵3转动；恒压变量泵3的进油口从油箱1中吸油，其输出的压力油通过出油口进入单向阀4的进油口，从单向阀4的出油口分别进入溢流阀5的进油口、液压变压器7的高压口u1、三位四通电磁换向阀9的进油口p1和二位二通电磁换向阀6的油口p。
17.当管片拼装机要驱动管片顺时针旋转时，调节液压变压器7的高压口u1压力高于负载口v1压力，控制三位四通电磁换向阀9的左端电磁铁得电，三位四通电磁换向阀9处于左位工作，进油口p1和工作油口a1接通，回油口t1和工作油口b1接通，控制二位二通电磁换向阀6电磁铁得电，恒压变量泵3与蓄能器8共同向系统供油，压力油通过三位四通电磁换向阀9的油口p1、a1、齿条油缸12的右端油口进入齿条油缸12的右腔，齿条油缸12的齿条活塞向左移动，齿条油缸12的左腔的液压油通过齿条油缸12的左端油口、三位四通电磁换向阀9的油口b1和t1、液压变压器7的负载口v1和回油口r1流回油箱1，在齿轮齿条传动副作用下管片顺时针旋转到圆周指定位置。控制二位二通电磁换向阀6电磁铁断电，控制三位四通电磁换向阀9的左端电磁铁断电，三位四通电磁换向阀9处于中位工作，完成管片的拼装施工。管片转动速度大小是通过调节液压变压器7的排量来实现的。
18.当管片在圆周指定位置拼装好之后，需沿逆时针方向旋转一定角度下降到初始位置，准备抓取下一块管片。控制电机2断电，恒压变量泵3停止工作；控制二位二通电磁换向阀6电磁铁得电。在管片拼装机在自身重力矩的作用下逆时针旋转，通过齿轮齿条传动副驱动齿条油缸12的齿条活塞向右移动，将齿条油缸12右腔的油液充入蓄能器8中，实现能量回收。当蓄能器8中油液压力达到溢流阀5的设定压力时，控制二位二通电磁换向阀6电磁铁断电，多余的压力油通过溢流阀5流回油箱。此时，油箱1中的油液通过液压变压器7的回油口r1和负载口v1、三位四通电磁换向阀9的油口t1、b1、齿条油缸12的左端油口进入齿条油缸12的左腔。
19.当管片拼装机要驱动管片逆时针旋转时，控制三位四通电磁换向阀9的右端电磁铁得电，三位四通电磁换向阀9处于右位工作，进油口p1和工作油口b1接通，回油口t1和工作油口a1接通，控制二位二通电磁换向阀6电磁铁得电，恒压变量泵3与蓄能器8共同向系统供油，压力油通过三位四通电磁换向阀9的油口p1、b1、齿条油缸12的左端油口进入齿条油缸12的左腔，齿条油缸12的齿条活塞向右移动，齿条油缸12的右腔液压油通过齿条油缸12的右端油口、三位四通电磁换向阀9的油口a1和t1、液压变压器7的负载口v1和回油口r1流回油箱1，在齿轮齿条传动副作用下管片逆时针旋转到圆周指定位置。控制二位二通电磁换向阀6电磁铁断电，控制三位四通电磁换向阀9的右端电磁铁断电，三位四通电磁换向阀9处于中位工作，完成管片的拼装施工。
20.当管片在圆周指定位置拼装好之后，需沿顺时针方向旋转一定角度下降到初始位置，准备抓取下一块管片。控制电机2断电，恒压变量泵3停止工作；控制二位二通电磁换向阀6电磁铁得电。在管片拼装机自身重力矩的作用下顺时针旋转，通过齿轮齿条传动副驱动齿条油缸12的齿条活塞向左移动，将齿条油缸12左腔的油液充入蓄能器8中，实现能量回收。当蓄能器8中油液压力达到溢流阀5的设定压力时，控制二位二通电磁换向阀6电磁铁断电，多余的压力油通过溢流阀5流回油箱。此时，油箱1中的油液通过液压变压器7的回油口r1和负载口v1、三位四通电磁换向阀9的油口t1、a1、齿条油缸12的右端油口进入齿条油缸12的右腔。
21.按照上述操作过程，即可完成所有管片的拼装。
22.第一安全阀10、第二安全阀11的设定压力高于系统的工作压力5％～10％，系统正常工作时，第一安全阀10、第二安全阀11不开启；当负载突然增大，系统压力升高超过第一安全阀10、第二安全阀11的设定压力时，第一安全阀10、第二安全阀11开启卸荷。
23.本实用新型将液压变压器应用于盾构机管片旋转液压回路中，通过调节液压变压器排量来调节液压回路的压力，减少了压力损失，还可进行能量的回收与再利用；由于系统中没有节流元件，能量传递效率高，避免了节流调速系统中的能量损失，节能效果明显，减少了液压系统的装机功率。
24.本实用新型上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本实用新型范围内或等同本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包围。