CN104564910B - 一种隧道掘进机液压部件综合检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压部件性能检测技术领域，提出一种隧道掘进机液压部件的综合检测设备。提出的一种隧道掘进机液压部件的综合检测设备包括有小泵检测台架（1）、大泵检测台架（2）、PLC及操作面板（3）、综合阀组（4）、阀块检测平台（5）和液压油箱（7）；小泵检测台架用以排量小于200ml液压泵的检测；大泵检测台架（2）用以排量小于750ml，大于200ml液压泵的检测和排量不大于500ml液压马达的检测；阀块检测平台包括有被试阀块连接块（19）、集油箱（20）、仪表显示面板（18）和加载装置（21）。本发明实现了用一台检测设备对隧道掘进机液压传动系统中泵、马达和液压阀的性能进行检测。

Description

一种隧道掘进机液压部件综合检测设备

技术领域

本发明属于液压部件性能检测技术领域，主要涉及一种隧道掘进机液压部件的综合检测设备。

背景技术

隧道掘进机包括盾构机TBM两种，两种机械设备的结构不尽相同，功能稍有差别，但其采用的液压零部件基本相同；隧道掘进机上使用的液压部件较多，但行业内还未有针对隧道掘进机设备液压部件的专用检测设备，市场上的液压检测设备均不能实现一台隧道掘进机上全部液压部件的检测，使众多隧道掘进机液压部件的检测程序较为繁琐。

发明内容

本发明的目的是提出一种隧道掘进机液压部件综合检测设备，使其能够涵盖不同类型隧道掘进机上面所有液压部件的检测，方便隧道掘进机设备的液压检测需要。

本发明为完成上述发明任务采用如下的技术方案：

一种隧道掘进机液压部件综合检测设备，所述的综合检测设备包括有用以对液压泵、液压马达、液压阀块进行检测的综合阀组和PLC及操作面板；对应所述的液压泵、液压马达设置有用以对其进行检测的检测台架，所述的检测台架与综合阀组上对应设置的传感器配合，完成液压泵、液压马达的检测；所述的检测台架为两个：用以对排量小于200ml的液压泵进行检测的小泵检测台架和用以对排量大于200ml、小于750ml的液压泵以及液压马达进行检测的大泵检测台架；设置有用以对液压阀进行检测的阀块检测平台，对应所述的小泵检测台架、大泵检测台架、阀块检测平台在所述的综合阀组上设置有一组用以对液压泵、液压马达、液压阀块进行检测的传感器；所述的小泵检测台架包括有小泵检测台架支座、电机Ⅰ、扭矩传感器Ⅰ和液压泵Ⅰ；所述的电机Ⅰ、扭矩传感器Ⅰ和液压泵Ⅰ均安装在所述的小泵检测台架支座上；所述的扭矩传感器Ⅰ连接在电机Ⅰ与液压泵Ⅰ之间，用于检测电机Ⅰ的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板；所述液压泵Ⅰ的进油口与液压油箱连通，由所述的液压油箱为液压泵Ⅰ提供进油；所述液压泵Ⅰ的出油口与所述的综合阀组连通；在小泵检测台架对液压泵进行检测时，所述液压泵Ⅰ为排量小于200ml的被测液压泵，由安装在综合阀组上的压力传感器和流量传感器对被测液压泵的出口压力、回油流量、泄露油流量进行检测、收集，并将所收集的数据送到PLC及操作面板上，通过PLC的程序计算得出被测液压泵的各种性能指标并生成表格式的检测报告；在小泵检测台架不进行检测时，所述的液压泵Ⅰ采用正常液压泵，液压泵Ⅰ的出油口通过综合阀组与大泵检测台架上的液压马达的进油口连通，为大泵检测台架的液压马达提供所需的液压油；所述大泵检测台架包括有大泵检测台架支座、电机Ⅱ、扭矩传感器Ⅱ、液压泵Ⅱ、扭矩传感器Ⅲ和液压马达；所述的电机Ⅱ、扭矩传感器Ⅱ、液压泵Ⅱ、扭矩传感器Ⅲ和液压马达均安装在大泵检测台架支座上；所述的液压马达的输出连接电机Ⅱ；所述的扭矩传感器Ⅲ连接在电机Ⅱ与液压马达之间，用于检测液压马达的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板；所述的液压泵Ⅱ连接所述电机Ⅱ的输出；所述的扭矩传感器Ⅱ连接在液压泵Ⅱ与电机Ⅱ之间，用于检测电机Ⅱ的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板；所述液压马达进油口通过所述综合阀组与小泵检测台架上的液压泵Ⅰ的出油口相连通，由小泵检测台架上的液压泵Ⅰ提供压力油驱动，液压马达驱动大泵检测台架上的电机Ⅱ转动，从而驱动大泵检测台架上的液压泵Ⅱ，并调节液压泵Ⅰ的出口压力来调节液压马达的负载；在大泵检测台架对液压马达进行检测时，所述液压马达为排量不大于500ml的被测液压马达，所述的液压泵Ⅱ为正常液压泵，由安装在综合阀组上的压力传感器和流量传感器对被测液压马达的压力、流量和泄露油流量进行检测，并将所收集到的数据送到PLC及操作面板上，通过PLC的程序计算得出被测液压马达的各种性能指标并生成表格式的检测报告；在大泵检测台架对液压泵进行检测时，所述液压泵Ⅱ为排量小于750ml、大于200ml的被测液压泵，所述的液压马达为正常的液压马达；由安装在综合阀组上的压力传感器和流量传感器对被测液压泵的出口压力、回油流量、泄露油流量进行检测、收集，并将所收集的数据送到PLC及操作面板上，通过PLC的程序计算得出被测液压泵的各种性能指标并生成表格式的检测报告；所述的阀块检测平台包括有用以固定被试液压阀的被试阀块连接块、集油箱、仪表显示面板和用以模拟被试液压阀实际工况的加载装置；所述加载装置的进油口通过所述综合阀组与小泵检测台架上的液压泵Ⅰ的出油口相连通，由小泵检测台架上的液压泵Ⅰ为加载装置提供压力油给被试液压阀加载；在对液压阀进行检测时，小泵检测台架上的液压泵Ⅰ采用正常液压泵，由安装在综合阀组上的压力传感器和流量传感器对被测液压阀的进出口压力、流量、泄漏量进行检测，并将所收集到的数据送到PLC及操作面板上，通过PLC程序的计算得出被试液压阀的各种性能指标并生成表格式的检测报告；

所述的综合检测设备还包括有用以为综合检测设备提供供电的试验台配电柜。

所述试验台配电柜的电气控制部分采用3-50Hz、三相五线制的电源供电，设备的总容量为480KVA；试验台配电柜的电气控制回路中，各台数显仪为交流220V供电；中间继电器、指示灯、报警检测、传感器为直流24V和正负直流12V供电；测控部分选用西门子S7-300系列的PLC作为主控及采集计算机，并通过工业以太网的方式与控制室内的上位计算机进行通信，形成信息交换，再利用西门子组态软件WinCC编程生成交互界面，最终实现现场传感数据的实时采集及处理。

本发明提出的一种隧道掘进机液压部件的综合检测设备，采用液压泵的排量大小设置有两套泵检测装置，满足了隧道掘进机上所有排量液压泵的检测；液压马达按排量小于500ml的马达设置，满足了隧道掘进机上液压马达的检测；对应液压阀配置专门的阀块检测平台，用以对隧道掘进机上所有液压阀组进行检测，实现了用一台检测设备对隧道掘进机液压传动系统中泵、马达和液压阀的性能进行检测的目的，判断各液压部件的性能能否满足施工现场运行的需求，为隧道掘进机液压系统的维修提供依据；所述检测设备中设置用以对排量小于200ml的液压泵进行检测的小泵检测台架和用以对排量大于200ml、小于750ml的液压泵以及液压马达进行检测的大泵检测台架，并设置有用以对液压阀进行检测的阀块检测平台，小泵测试台架能够测试小于200ml排量的被测液压泵，所有的液压阀块和排量大于200ml、小于750ml的液压泵以及液压马达的测试均由小泵测试台架提供压力油，使检测设备具有流量匹配、能耗小且连接比较简单的特点；由于大泵检测台架上的液压泵和液压马达是同轴设置，也就是泵和马达的转速必须一样，所以液压泵的排量必须大于或者等于液压马达的排量，如果液压马达的排量较大的话则无法测试；设置小泵检测台架和大泵检测台架并由小泵检测台架为液压马达提供压力油，检测设备在具有流量匹配、能耗小且连接比较简单特点的基础上，使这一问题得到有效的解决。

附图说明

图1为本发明的总装配图。

图2为本发明中小泵检测台架的结构示意图。

图3为本发明中大泵检测台架的结构示意图。

图4为本发明中阀块检测平台的结构示意图。

图中：1、小泵检测台架，2、大泵检测台架，3、PLC及操作面板，4、综合阀组，5、阀块检测平台，6、试验台配电柜，7、液压油箱，8、小泵检测台架支座，9、电机Ⅰ，10、扭矩传感器Ⅰ，11、液压泵Ⅰ，12、大泵检测台架支座，13、液压马达，14、扭矩传感器Ⅲ，15、电机Ⅱ，16、扭矩传感器Ⅱ，17、液压泵Ⅱ，18、仪表显示面板，19、被试阀块连接块，20、集油箱、21、加载装置。

具体实施方式

结合附图与实例对本发明进行进一步说明：

如图1所示，一种隧道掘进机液压部件的综合检测设备，所述的综合检测设备包括有用以对隧道掘进机液压泵、液压马达、液压阀进行检测的综合阀组4和PLC及操作面板3；对应所述的液压泵、液压马达设置有用以对其进行检测的检测台架，所述的检测台架与综合阀组4上对应的传感器配合，完成液压泵、液压马达的检测；所述的检测台架为两个：用以对排量小于200ml的液压泵进行检测的小泵检测台架1和用以对排量大于200ml、小于750ml的液压泵以及液压马达进行检测的大泵检测台架2；（对应所述的小泵检测台架、大泵检测台架在所述的综合阀组上分别设置有一组用以对液压泵、液压马达进行检测的传感器；设置有用以对液压阀进行检测的阀块检测平台，对应所述的小泵检测台架、大泵检测台架、阀块检测平台在所述的综合阀组上设置有一组用以对液压泵、液压马达、液压阀块进行检测的传感器；如图2所示，所述的小泵检测台架1包括有小泵检测台架支座8、电机Ⅰ9、扭矩传感器Ⅰ10和液压泵Ⅰ11；所述的电机Ⅰ9、扭矩传感器Ⅰ10和液压泵Ⅰ11均安装在所述的小泵检测台架支座8上；所述的扭矩传感器Ⅰ10连接在电机Ⅰ9与液压泵Ⅰ11之间，用于检测电机Ⅰ的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板3；所述液压泵Ⅰ11的进油口与液压油箱7连通，由所述的液压油箱7为液压泵Ⅰ11提供进油；所述液压泵Ⅰ11的出油口与所述的综合阀组4连通，根据不同的检测过程，小泵检测台架上的液压泵Ⅰ11为排量小于200ml的被测液压泵或正常的液压泵；正常的液压泵的最大排量200ml，能够适应于液压马达的排量要求；在小泵检测台架1对液压泵进行检测时，所述液压泵Ⅰ11为排量小于200ml的被测液压泵，由安装在综合阀组4上的压力传感器和流量传感器对被测液压泵的出口压力、回油流量、泄露油流量进行检测、收集，并将所收集的数据送到PLC及操作面板3，通过PLC的程序计算得出被测液压泵的各种性能指标并生成表格式的检测报告；在小泵检测台架不对液压泵进行检测，大泵检测台架进行检测工作时，小泵检测台架上的液压泵Ⅰ11采用正常液压泵，小泵检测台架上的液压泵Ⅰ11的出油口通过所述综合阀组4与液压马达13进油口相连通，液压马达13由小泵检测台架上的液压泵Ⅰ11提供压力油驱动。如图3所示，所述大泵检测台架2包括有大泵检测台架支座12、电机Ⅱ15、扭矩传感器Ⅱ16、液压泵Ⅱ17、扭矩传感器Ⅲ14和液压马达13；所述的电机Ⅱ15、扭矩传感器Ⅱ13、液压泵Ⅱ17、扭矩传感器Ⅲ17和液压马达16均安装在大泵检测台架支座12上；所述的液压马达13位于电机Ⅱ15的后部；所述的扭矩传感器Ⅲ14连接在电机Ⅱ15与液压马达13之间，用于检测液压马达13的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板；所述的液压泵Ⅱ17位于所述电机Ⅱ15的前部；所述的扭矩传感器Ⅱ16连接在液压泵Ⅱ17与电机Ⅱ15之间，用于检测电机Ⅱ15的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板；根据不同的检测过程，液压泵Ⅱ17采用正常液压泵或被测液压泵，在大泵检测台架对液压马达进行检测时，液压泵Ⅱ17采用正常液压泵，在大泵检测台架对液压泵进行检测时，液压泵Ⅱ17为被测液压泵；根据不同的检测过程，液压马达13为正常液压马达或为被测液压马达，在大泵检测台架对液压泵进行检测时，液压马达13采用正常液压马达，在大泵检测台架对液压马达进行检测时，液压马达为被测液压马达；所述液压马达13进油口通过所述综合阀组4与小泵检测台架上的液压泵Ⅰ11的出油口相连通，由小泵检测台架上的液压泵Ⅰ11提供压力油驱动，在大泵检测台架进行检测工作时，小泵检测台架上的液压泵Ⅰ采用正常液压泵，液压马达13驱动电机Ⅱ15转动，从而驱动液压泵Ⅱ17，并调节液压泵Ⅰ11的出口压力来调节液压马达的负载；在大泵检测台架对液压马达13进行检测时，所述液压马达13为被测液压马达，所述的液压泵Ⅱ17采用正常的液压泵，由安装在综合阀组4上的压力传感器和流量传感器对被测液压马达的压力、流量和泄露油流量进行检测，并将所收集到的数据送到PLC及操作面板3上，通过PLC的程序计算得出被测液压马达的各种性能指标并生成表格式的检测报告；在大泵检测台架对液压泵进行检测时，所述液压泵Ⅱ17为排量小于750ml、大于200ml的被测液压泵，所述的液压马达13采用正常的液压马达；由安装在综合阀组上的压力传感器和流量传感器对被测液压泵的出口压力、回油流量、泄露油流量进行检测、收集，并将所收集的数据送到PLC及操作面板上，通过PLC的程序计算得出被测液压泵的各种性能指标并生成表格式的检测报告；如图4所示，设置有用以对液压阀进行检测的阀块检测平台5，所述的阀块检测平台5包括有用以固定被试液压阀的被试阀块连接块19、集油箱20、仪表显示面板18和用以模拟实际工况的加载装置21；加载装置21主要由一个可调溢流阀和插装节流阀组成，两个阀集成在一起形成一个加载装置用于液压阀测试过程中压力和流量的调节，从而来模拟液压阀工作过程中的各种工况；所述加载装置21的进油口通过所述综合阀组4与小泵检测台架上的液压泵Ⅰ11的出油口相连通，由小泵检测台架上的液压泵Ⅰ11提供压力油给被试液压阀加载；在阀块检测平台进行检测工作时，小泵检测台架上的液压泵Ⅰ采用正常液压泵；由安装在综合阀组上的压力传感器和流量传感器对被测液压阀的进出口压力、流量、泄漏量进行检测，并将所收集到的数据送到PLC及操作界面上，通过PLC程序的计算得出被试阀块的各种性能指标并生成表格式的检测报告；

所述的综合检测设备还包括有用以为综合检测设备提供供电的试验台配电柜6。

所述试验台配电柜6的电气控制部分采用3-50Hz、三相五线制的电源供电，设备的总容量为480KVA；试验台配电柜的电气控制回路中，各台数显仪为交流220V供电；中间继电器、指示灯、报警检测、传感器为直流24V和正负直流12V供电。

所述的PLC及操作面板选用西门子S7-300系列的PLC作为主控及采集计算机，并通过工业以太网的方式与控制室内的上位计算机进行通信，形成信息交换，再利用西门子组态软件WinCC编程生成交互界面，最终实现现场传感数据的实时采集及处理。

Claims (1)

1.一种隧道掘进机液压部件的综合检测设备，其特征在于：所述的综合检测设备包括有用以对液压泵、液压马达、液压阀块进行检测的综合阀组（4）和PLC及操作面板（3）；对应所述的液压泵、液压马达设置有用以对其进行检测的检测台架，所述的检测台架与综合阀组上对应设置的传感器配合，完成液压泵、液压马达的检测；所述的检测台架为两个：用以对排量小于200ml的液压泵进行检测的小泵检测台架（1）和用以对排量大于200ml、小于750ml的液压泵以及排量不大于500ml的液压马达进行检测的大泵检测台架（2）；设置有用以对液压阀进行检测的阀块检测平台（5），对应所述的小泵检测台架（1）、大泵检测台架（2）、阀块检测平台（5）在所述的综合阀组上设置有一组用以对液压泵、液压马达、液压阀块进行检测的传感器；所述的小泵检测台架（1）包括有小泵检测台架支座（8）、电机Ⅰ（9）、扭矩传感器Ⅰ（10）和液压泵Ⅰ（11）；所述的电机Ⅰ（9）、扭矩传感器Ⅰ（10）和液压泵Ⅰ（11）均安装在所述的小泵检测台架支座（8）上；所述的扭矩传感器Ⅰ（10）连接在电机Ⅰ（9）与液压泵Ⅰ（11）之间，用于检测电机Ⅰ（9）的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板（3）；所述液压泵Ⅰ（11）的进油口与液压油箱（7）连通，由所述的液压油箱（7）为液压泵Ⅰ（11）提供进油；所述液压泵Ⅰ（11）的出油口与所述的综合阀组（4）连通；在小泵检测台架对液压泵进行检测时，所述液压泵Ⅰ（11）为排量小于200ml的被测液压泵，由安装在综合阀组（4）上的压力传感器和流量传感器对被测液压泵的出口压力、回油流量、泄露油流量进行检测、收集，并将所收集的数据送到PLC及操作面板（3），通过PLC的程序计算得出被测液压泵的各种性能指标并生成表格式的检测报告；在小泵检测台架不进行检测时，所述的液压泵Ⅰ（11）采用正常液压泵，液压泵Ⅰ（11）的出油口通过综合阀组（4）与大泵检测台架上的液压马达（13）的进油口连通，为大泵检测台架提供所需的液压油；所述大泵检测台架包括有大泵检测台架支座（12）、电机Ⅱ（15）、扭矩传感器Ⅱ（16）、液压泵Ⅱ（17）、扭矩传感器Ⅲ（14）和液压马达（13）；所述的电机Ⅱ（15）、扭矩传感器Ⅱ（16）、液压泵Ⅱ（17）、扭矩传感器Ⅲ（14）和液压马达（13）均安装在大泵检测台架支座（12）上；所述的液压马达（13）的输出连接电机Ⅱ（15）；所述的扭矩传感器Ⅲ（14）连接在电机Ⅱ（15）与液压马达（13）之间，用于检测液压马达的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板（3）；所述的液压泵Ⅱ（17）连接所述电机Ⅱ（15）的输出；所述的扭矩传感器Ⅱ（16）连接在液压泵Ⅱ（17）与电机Ⅱ（15）之间，用于检测电机Ⅱ（15）的输出扭矩，并将信号传送至PLC及操作面板（3）；所述液压马达进油口通过所述综合阀组（4）与小泵检测台架上的液压泵Ⅰ（11）的出油口相连通，由小泵检测台架上的液压泵Ⅰ（11）提供压力油驱动，液压马达（13）、电机Ⅱ（15）驱动大泵检测台架上的液压泵Ⅱ（17），并调节液压泵Ⅰ（11）的出口压力来调节液压马达的负载；在大泵检测台架对液压马达进行检测时，所述液压马达（13）为排量不大于500ml的被测液压马达，所述的液压泵Ⅱ（17）采用正常液压泵，由安装在综合阀组上的压力传感器和流量传感器对被测液压马达的压力、流量和泄露油流量进行检测，并将所收集到的数据送到PLC及操作面板（3），通过PLC的程序计算得出被测液压马达的各种性能指标并生成表格式的检测报告；在大泵检测台架对液压泵进行检测时，所述液压泵Ⅱ（17）为排量小于750ml、大于200ml的被测液压泵，所述的液压马达（13）为正常的液压马达；由安装在综合阀组（4）上的压力传感器和流量传感器对被测液压泵的出口压力、回油流量、泄露油流量进行检测、收集，并将所收集的数据送到PLC及操作面板（3），通过PLC的程序计算得出被测液压泵的各种性能指标并生成表格式的检测报告；所述的阀块检测平台（5）包括有用以固定被试液压阀的被试阀块连接块（19）、集油箱（20）、仪表显示面板（18）和用以模拟实际工况的加载装置（21）；所述加载装置的进油口通过所述综合阀组（4）与小泵检测台架上的液压泵Ⅰ（11）的出油口相连通，由小泵检测台架上的液压泵Ⅰ（11）为加载装置提供压力油给被试液压阀加载；在对液压阀进行检测时，小泵检测台架上的液压泵Ⅰ（11）采用正常的液压泵，由安装在综合阀组上的压力传感器和流量传感器对被测液压阀的进出口压力、流量、泄漏量进行检测，并将所收集到的数据送到PLC及操作面板（3），通过PLC程序的计算得出被试液压阀的各种性能指标并生成表格式的检测报告；

所述的综合检测设备还包括有用以为综合检测设备提供供电的试验台配电柜（6）。