盾构支护喂片机与砂浆罐组合润滑系统及方法与流程

本发明涉及修建城市地下铁路工程领域，尤其涉及盾构机防电瓶车溜车碰撞装置及方法。

背景技术：

盾构施工因其掘进速度快，安全系数高，在城市地下管线施工中得以广泛应用。但是在盾构掘进的过程中，为了减小地层损失，在管片与土层之间必须用砂浆塞实填充，盾构机上的固定砂浆罐就是起到搅拌和存放砂浆的作用。在掘进的过程中，砂浆罐内存有砂浆，要长时间不停搅拌，所以砂浆罐轴承包内必须加注润滑油脂润滑，并且可以防止砂浆罐内的砂浆进入轴承包损坏轴承。现有的固定砂浆罐上原厂家配有一个小型的润滑油脂加油泵和一个靠重力加油脂的加油瓶。油脂添加不方便，且随着砂浆罐使用时间的增加，润滑油脂的加入量不足，严重影响轴承包的使用寿命，且加油泵容易损坏，不易修理，更换新泵成本高。

喂片机位于一号台车下部，主要功能是将管片运送给前面的拼装器，在喂片机活动架和固定架之间设有耐磨板，通过油脂润滑减小喂片机固定架和活动架之间的摩擦。厂家原有设计是用盾构机锂基脂EP2润滑，EP2为锂基脂标号，每天在固定的时间对耐磨板打16个冲程的EP2。但是随着掘进环数的增加，活动架和固定架之间的耐磨板磨损严重，管片经常无法正常通过，严重影响了管片的拼装速度。

目前，国内市场上盾构利用率较高，但是对盾构机本身的认识还比较片面，目前还未出现一种盾构支护喂片机与砂浆罐组合润滑装置智能地完成供油润滑作用。

技术实现要素：

针对上述问题，为了解决现有技术的不足，特设置一种盾构支护喂片机与砂浆罐组合润滑系统及其控制方法，该组合润滑系统能够同时满足盾构喂片机与砂浆罐的智能供油润滑作业，且能够降低对润滑油脂的质量要求，能够有效避免机械磨损，保障盾构拼装速度。

本发明提供的一个方案是：盾构支护喂片机与砂浆罐组合润滑系统，包括带有调压阀的黄油机，黄油机的出口与第一电磁阀、第二电磁阀的油脂进口分别单独连接，喂片机活动架与固定架之间设有至少一个耐磨板，耐磨板表面开有润滑油槽，第一电磁阀通过第一油脂分配阀与润滑油槽连接，以满足喂片机固定架与活动架之间的润滑，润滑油槽朝向活动架，第二电磁阀通过第二油脂分配阀与砂浆罐轴承包连接；黄油机通过电磁阀以及油脂分配阀的设置，实现对耐磨板与搅拌轴的分别润滑或同时润滑，这样的润滑方式简单方便，无需每天对耐磨板打冲程润滑，不会耽误拼装速度和时间。

黄油机上部设有扶手，油桶可容纳各国5加仑桶装黄油，调压阀可以方便调节输入气体的压力从而调节黄油的输出压力，泵头提供工作压力是4-9bar(60-130PSI)，压力比为45:1，黄油的输出压力位180-450bar(2700-5850PSI)，这个工作压力完全满足了机器对黄油压力的需求，气动黄油机接有出油管，用于润滑油脂输出，下部设有脚轮方便移动。

第一电磁阀与第二电磁阀均为气动电磁阀，为二位电磁阀，阀芯处手动操作器控制不同的工作状态(开或关)，阀中部设有密封线圈，通电产生的磁力控制主衔铁在辅助衔铁的排斥作用下移动从而带动阀杆向上移动，油脂通道连接，其下部设有复位弹簧用于断电时阀杆复位关闭油脂通道。

进一步地，所述砂浆罐轴承包设于盾构砂浆罐搅拌轴的两端，第二油脂分配阀通过管路与砂浆罐轴承包的加油嘴连接，润滑油脂由加油嘴进入轴承内部，在保证润滑效果的同时在轴承包内部形成一定的油压，阻止砂浆灌入轴承包产生破坏。

进一步地，所述砂浆罐轴承包包括轴承体，滚珠轴承体通过滚珠轴承和轴承内套设于搅拌轴的端部，并通过轴承压盖与轴承体连接，所述加油嘴设于轴承压盖内，砂浆罐为常规轴承包，只要带有加油嘴即可，因轴承内套是需要润滑的主体部件。

进一步地，所述耐磨板通过紧固件固定于喂片机固定架上，所述润滑油槽中部设有分支，分支内设有进油孔，第一油脂分配阀的出油口与进油孔通过管路连接，这样直接润滑耐磨板，有效降低喂片机活动架与固定架之间的磨损。

进一步地，还包括控制器，控制器与黄油机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一油脂分配阀和第二油脂分配阀分别单独连接，通过控制器对润滑系统进行统一控制，实现智能控制，可在机器工作过程中，同时对相应的结构进行润滑，不会影响工程进度，控制器为PLC控制器，通过PLC程序原件直接进行命令编写再添加到盾构机控制系统中，利用集成模块设计实现喂片机电磁油脂分配阀的供电，从而智能地完成盾构喂片喂片机的润滑。

进一步地，所述第一油脂分配阀为四通油脂分配阀，第二油脂分配阀为六通油脂分配阀，四通油脂分配阀用于砂浆罐轴承包供油，六通油脂分配阀用于喂片机耐磨板供油，两个油脂分配阀各设有进油口、出油口、进油开关及出油控制旋钮。

本发明提供的另一方案是：所述的组合润滑系统的控制方法，具体步骤如下：

1)向黄油机内装入润滑油脂；

2)控制器控制润滑油脂通过第一电磁阀进入第一油脂分配阀，控制润滑油通过第二电磁阀进入第二油脂分配阀；

3)在盾构机停止掘进进行支护作业时，砂浆罐搅拌轴处于搅拌状态，第二电磁阀通电打开加润滑油脂完成砂浆罐轴承包的润滑作业；

4)控制器控制第一电磁阀通电打开第一油脂分配阀，油脂进入耐磨板进行润滑作业。

进一步地，黄油机为气动黄油机，空气输入压力4-9bar(60-130PSI)，黄油输出压力与空气输入压力的压力比为45:1，调节黄油的输出压力180-450bar(2700-5850PSI)。

进一步地，黄油机内润滑油脂为1号锂基油脂。

盾构机在进行管片支护的过程中，伴随着砂浆罐搅拌轴的不断转动，利用盾构机PLC备用地址设计控制程序，配合气动黄油机、气动电磁阀、油脂分配阀对喂片机和砂浆罐实施供油润滑，保证润滑效率，降低工作成本。

本发明的有益效果是：

(1)本发明操作方便、工作效率高，能够有效保证机械润滑效果；

(2)本发明能够有效降低润滑油脂的质量要求，大大较低油脂成本；

(3)本发明能够保证轴承包以及耐磨板在复杂的工程环境中高效正常工作，增加了机械原件的适用寿命，降低了机器的故障率，节省了施工时间，提高了生产效率；

(4)本发明进一步开发利用了盾构机PLC备用地址，提高了盾构施工的智能化水平。

附图说明

图1为本发明的整体油路示意图；

图2为图1中气动黄油机示意图；

图3为图1中气动电磁阀示意图；

图4(a)为第一油脂分配阀示意图；

图4(b)为第二油脂分配阀示意图；

图5为盾构机喂片机活动架与固定架之间的耐磨板示意图；

图6为盾构机砂浆罐中轴承包示意图；

图7为本发明中利盾构机PLC备用地址设计的喂片机供油控制程序模块图。

其中，2-1为泵头，2-2为调压阀，2-3为扶手，2-4为黄油机出油管，2-5为桶盖，2-6为桶车，2-7为脚轮；3-1为手动操作开关，3-2为换气管，3-3为密封线圈，3-4为主衔铁，3-5为阀杆，3-6为辅助衔铁，3-7为平衡式提动阀芯，3-8为涡形弹簧，3-9为油脂进口，3-10为油脂出口，3-11为复位弹簧；4-1为油脂分配阀进油口，4-2为进油开关，4-3为出油控制旋钮，4-4为出油口；5-1为耐磨板进油管，5-2为进油孔，5-3为润滑油槽，5-4为螺栓孔；6-1为加油嘴，6-2为滚珠，6-3为锁紧垫圈，6-4为圆螺母，6-5为轴承内套，6-6为轴套，6-7为轴承压盖，6-8为轴承体。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：

如图1所示油路示意图，盾构喂片机与砂浆罐组合润滑装置，包括气动黄油机，气动电磁阀，油脂分配阀，油脂的直接供给对象为喂片机耐磨板以及砂浆罐轴承包。其中，气动黄油机上部设有扶手2-3，油桶2-6可容纳各国5加仑桶装黄油，调压阀2-2可以方便调节输入气体的压力从而调节黄油的输出压力，泵头提供工作压力是4-9bar(60-130PSI)，压力比为45:1，黄油的输出压力位180-450bar(2700-5850PSI)，这个工作压力完全满足了机器对黄油压力的需求，气动黄油机接有出油管，用于润滑油脂输出，下部设有脚轮2-7方便移动。

气动电磁阀为二位电磁阀，如图2所示，阀芯处手动操开关3-1控制不同的工作状态(开或关)，阀中部设有密封线圈3-3，通电产生的磁力与辅助衔铁3-6作用控制主衔铁3-4移动带动阀杆3-5向上移动，油脂进口3-2与油脂出口3-10联通，其下部设有复位弹簧3-11用于断电时阀杆复位。

油脂分配阀设有四通油脂分配阀，如图4(a)所示，六通油脂分配阀，如图4(b)所示，四通油脂分配阀用于砂浆罐轴承包(图6)供油，六通油脂分配阀用于喂片机耐磨板(图5)供油，分配阀设有进油口4-1、出油口4-4、进油开关4-2及出油控制旋钮4-3。

耐磨板位于喂片机活动架与固定架之间，耐磨板设有进油管5-1输入润滑油脂、油脂再由进油孔5-2进入润滑油槽5-3，耐磨板通过定位螺栓孔5-4固定在喂片机固定架上。

轴承包(图6)位于盾构砂浆罐搅拌轴的两端，润滑油脂通过油嘴6-1进入轴承包内部，作用在滚珠6-2及轴承内套6-5上，并最终充盈整个轴承包内腔，在保证润滑效果的同时在轴承包内部形成一定的油压，阻止砂浆灌入轴承包产生破坏。

PLC润滑油脂控制程序，如图7所示，是利用盾构机PLC备用地址设计的喂片机润滑油脂的启动程序，通过PLC程序原件直接进行命令编写添加到盾构机控制系统中，利用集成模块设计实现喂片机电磁油脂分配阀的供电，从而智能地完成盾构喂片喂片机的润滑。具体运行流程为：当喂片机前进或后退时I50.1或I50.2闭合T3扩展脉冲S5定时器工作Q50.4喂片机的电磁油脂分配阀通电打开，同时I50.4常闭断开，延时10分钟后电磁油脂分配阀关闭，I50.4闭合T3扩展脉冲S5定时器复位。通过这个程序可以实现喂片机电磁油脂分配阀的供电。

本发明的组合润滑装置，在进行润滑作业时，

(1)将气动黄油机装满润滑油脂，调整调压阀2-2调节空气输入压力4-9bar(60-130PSI)，压力比为45:1，调节黄油的输出压力180-450bar(2700-5850PSI)，保证机器对黄油压力的需求；

(2)关闭电磁阀手动操作开关3-1，待油路连接成功后打开，将两个气动电磁阀的油脂进口3-9与气动黄油机的出油管2-4连接，使润滑油脂能够以一定的压力填充气动电磁阀。将控制砂浆罐供应润滑油脂的第二电磁阀电路添加到砂浆罐开关箱内的常开触点上，当砂浆罐搅拌轴开动时接触器闭合，接触器的常开触点闭合电磁阀通电打开加润滑油脂。当砂浆罐搅拌轴停止时接触器断开，接触器的常开触点断开电磁阀关闭砂浆罐将停止加润滑油脂；

(3)用油管将两个气动电磁阀的油脂出口3-10分别与四通油脂分配阀和六通油脂分配阀的进油口相连，关闭进油开关4-2及出油控制旋钮4-3，应用编写完成的PLC控制程序对六通油脂分配阀进行控制；

(4)将六通油脂分配阀的出油口4-4与喂片机的耐磨板进油管5-1相连接，耐磨板设置数量为6个；将四通油脂分配阀的出油口4-4与砂浆罐轴承包的加油嘴6-1相连接，砂浆罐共设有两个，每个砂浆罐设有两个轴承包；

(5)在盾构机停止掘进进行支护时，砂浆罐搅拌轴处于工作状态，电磁阀通电打开加润滑油脂完成砂浆罐轴承包的润滑作业；当喂片机前进或后退时I50.1或I50.2闭合，T3扩展脉冲S5定时器工作，Q50.4喂片机的电磁油脂分配阀通电打开，同时I50.4常闭断开，延时10分钟后电磁油脂分配阀关闭，I50.4闭合T3扩展脉冲S5定时器复位；

(6)当盾构机正常掘进未进行支护作业时，砂浆罐搅拌轴处于静止状态，电磁阀断电关闭；此时喂片机电磁油脂分配阀关闭。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。