一种管片拼装机回转运动电液控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及流体压力执行机构，尤其涉及一种盾构掘进机的管片拼装机回转运动电液控制系统。
【背景技术】
[0002]盾构掘进机是一种用于非硬岩类地质隧道施工的大型复杂掘进装备，它能够实现隧道施工过程中的开挖、支护、排渣、衬砌等步骤的工厂化、自动化作业。与采用人工开挖的隧道施工方法相比，盾构法隧道施工不仅安全、高效，而且极大的提高了隧道的质量，降低了对隧道周围环境的影响，因此越来越多的隧道采用盾构掘进机进行开挖。
[0003]管片拼装机是盾构掘进机的关键组成部分，主要负责将管片拼接成环，形成衬砌，从而对开挖成型的隧道壁面进行支护。管片拼装的具体过程如下:首先，管片拼装机从管片输运车上抓取管片，然后通过旋转运动、隧道径向和轴向的平移运动三个定位运动将管片搬运到其目标位置点，之后通过俯仰、偏转和横摇三个姿态调整运动将管片的姿态进行调整，以使管片与邻接管片良好配合，最后用连接螺栓将安装到位的管片进行固定与连接，从而形成衬砌。隧道施工过程中管片拼装工作量大、耗时长，因此要求管片拼装机具有较高的运动速度以提高拼装效率；管片拼装定位精度直接影响衬砌质量，因此要求大惯量管片拼装机高速运动过程中具有较高的运动控制精度。
[0004]管片拼装机回转运动具有负载惯量大、运动范围广的特点。现行管片拼装机回转运动电液控制系统采用单一比例阀控制进入管片拼装机驱动液压马达进油口的流量来控制马达转速，液压马达的进油口和回油口分别与该比例阀内联动的两个节流口连通，因此无法对液压马达回油口的压力进行独立控制，在回转运动启动加速阶段，过小的液压马达回油口的节流口使得马达回油口存在较大的背压，限制了回转运动的加速能力，使得回转运动加速过程缓慢；在回转运动减速阶段，也无法通过对马达回油口的背压进行控制使管片拼装机平稳准确的停车。另一方面，现行管片拼装机回转运动电液控制系统中用来进行减速和定位的平衡阀，由于其自身较高的开启压力、启闭延迟特性和启闭时机的不可控性，进一步降低了管片拼装机回转运动电液控制系统的动态特性、稳定性和回转运动的定位精度。因此，现行管片拼装机回转运动电液控制系统仍然存在较大改善的空间。
[0005]高回转运动速度、高运动定位精度、低冲击与能耗是管片拼装机的发展方向。通过对回转运动驱动马达进油口流量和回油口背压进行独立控制对于改善大惯量管片拼装机回转运动动态特性，提高管片拼装机高速运动过程中的定位精度，降低能耗和大惯量管片拼装机高速回转运动过程中的冲击载荷具有重要意义。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既可以实现大惯量管片拼装机回转高速运动过程中的运动速度和定位精度的准确控制，又可以实现回转运动驱动马达回油口背压的控制，可以有效的改善动态响应特性和节能特性的管片拼装机回转运动电液控制系统。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种的管片拼装机回转运动电液控制系统，包括电机、定量泵、溢流阀A、回油管、三位四通比例换向阀A、三位四通比例换向阀B、液压锁、溢流阀B、溢流阀C、液压马达、力矩转速传感器、压力传感器A、压力传感器B ;
[0008]所述的电机与定量泵刚性连接；所述的定量泵的吸油口 S与油箱连通，定量泵的出油口 P分别与溢流阀A的进油口 P3、三位四通比例换向阀A的进油口 P5和三位四通比例换向阀B的进油口 PlO连通；三位四通比例换向阀A的出油口 B5和三位四通比例换向阀B的出油口 BlO均封住；所述的三位四通比例换向阀A的出油口 A5和三位四通比例换向阀B的出油口 AlO分别与液压锁的油口 P6和油口 P9连通，液压锁的油口 T6分别与溢流阀B的进油口 P7和液压马达的油口 A8连通，溢流阀B的出油口 T7与油箱连通；液压马达的另外一个油口 B8分别与溢流阀C的进油口 P8和液压锁的油口 T9连通，溢流阀C的出油口 T8与油箱连通；液压锁的油口 P9与三位四通比例换向阀B的出油口 AlO连通，三位四通比例换向阀A的回油口 T5和三位四通比例换向阀B的回油口 TlO均经回油管与油箱连通；力矩转速传感器固定安装在液压马达的输出轴上；压力传感器A与三位四通比例换向阀A的出油口 A5连通，压力传感器B与三位四通比例换向阀B的出油口 AlO连通。
[0009]本发明与【背景技术】相比，具有的有益效果是:
[0010]1、由于本发明采用了两个三位四通比例换向阀对液压马达进油口流量和回油口背压实施独立控制，通过对管片拼装机回转运动加速、匀速和减速运动过程中液压马达回油口的背压进行控制，可以提高管片拼装机回转运动加速过程中的加速度、降低管片拼装机回转运动匀速运动过程中的能耗和外负载变化干扰作用下的转速波动、提高管片拼装机回转运动减速运动过程中的平稳性和定位精度，从而使管片拼装机回转运动电液控制系统的动态特性和稳态精度均获得提高。
[0011]2、由于本发明采用液压锁代替平衡阀实现管片拼装机回转运动电液控制系统的保压和定位，而液压锁的开启和响应速度远远快于平衡阀，这样能够提高管片拼装机回转运动电液控制系统的动态响应速度和闭环控制过程中的稳定性。
【附图说明】
[0012]图1是本发明具体实施的原理示意图。
[0013]图中:1、电机，2、定量泵，3、溢流阀A，4、回油管，5、三位四通比例换向阀A，6、液压锁，7、溢流阀B，8、液压马达，9、力矩转速传感器，1、压力传感器A，11、压力传感器B，12、三位四通比例换向阀B，13、溢流阀C。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0015]如图1所示，一种采用负载口独立控制技术的管片拼装机回转运动电液控制系统(以下简称“系统”)，包括电机1、定量泵2、溢流阀A3、回油管4、三位四通比例换向阀A5、三位四通比例换向阀B12、液压锁6、溢流阀B7、溢流阀C13、液压马达8、力矩转速传感器9、压力传感器A10、压力传感器BI I ;电机I与定量泵2刚性连接；定量泵2的吸油口 S与油箱连通，定量泵2的出油口 P分别与溢流阀A3的进油口 P3、三位四通比例换向阀A5的进油口P5、三位四通比例换向阀B12的进油口 PlO连通；三位四通比例换向阀A5的出油口 B5、三位四通比例换向阀B12的出油口 BlO均封住；三位四通比例换向阀A5的出油口 A5、三位四通比例换向阀B12的出油口 AlO分别与液压锁6的油口 P6、油口 P9连通，液压锁6的油口T6与溢流阀B7的进油口 P7和液压马达8的油口 A8连通，溢流阀B7的出油口 T7与油箱连通；液压马达8的另外一个油口 B8与溢流阀C13的进油口 P8和液压锁6的油口 T9连通，溢流阀C13的出油口 T8与油箱连通；液压锁6的一个油口 P9与三位四通比例换向阀B12的出油口 AlO连通，三位四通比例换向阀A5的回油口 T5、三位四通比例换向阀B12的回油口 TlO均与回油管4连通，回油管4与油箱连通；力矩转速传感器9固定安装在液压马达8的输出轴上；第一压力感器10与三位四通比例换向阀A5的出油口 A5连通，第二压力感器11与三位四通比例换向阀B12的出油口 AlO连通。