CN104791310A - 流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统 - Google Patents

流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统 Download PDF

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王凯
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Abstract

本发明公开了一种流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统，包括多路阀、液压缸、顺序阀、第一平衡阀及第二平衡阀，所述的多路阀的第一、第二出油口分别与第一、第二平衡阀的进油口连接，第一平衡阀和第二平衡阀的出油口分别与液压缸的有杆腔和无杆腔连通；第一、第二平衡阀的控制油口分别与多路阀的第二、第一出油口连通；所述的顺序阀的进油口和出油口分别与第一、第二平衡阀的出油口连通；所述的顺序阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通，顺序阀的泄油口与多路阀的第一出油口连通。本发明实现了能量回收利用，有效降低了溢流损失，减小功率耗损；且本发明实现了空载快进、带载慢回的理想工作效果，工作效率高。

Description

流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统
技术领域
本发明涉及一种管片拼装机水平移动液压控制系统，尤其是涉及一种流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统。
背景技术
     盾构机是一种集隧道挖掘、施工排渣和管片衬砌为一体的多学科交叉应用的大型复杂掘进设备，其已成为衡量一个国家工程机械领域发展高度的标准。液压控制系统是整个盾构掘进设备的动力和控制中枢，由于这些核心技术主要掌握在欧美和日本等发达国家的手中，使得其成为制约我国盾构技术发展的主要瓶颈之一。面临能源危机的日益加重、城市人口日益增加的压力，立体化城市交通网络的建设便迫在眉睫，设计和优化出大功率密度、高工作效率的盾构机液压控制系统已成为当下亟待解决的技术问题。
管片拼装机是盾构机的重要后配套设备，其主要实现管片衬砌，防止地表沉降的作用。管片拼装机水平移动液压控制系统是实现管片机的水平喂片功能。由于管片惯量大，盾构管片拼装环境恶劣，为防止水平移动过程中出现由于负载过大而导致的系统急剧抖动现象，在液压控制系统的回油路加装了螺纹插装式平衡阀。因水平移动液压控制系统是闭式回路，故进油路亦加装了平衡阀。通过分析发现，现有的水平移动液压系统存在明显的缺陷：液压缸的回油都是通过平衡阀溢回油箱，不能实现能量回收利用，导致系统发热严重、功率耗损过大；并且在系统空载运行阶段，不能实现快速推进的工作要求，导致系统工作效率低下。根据计算，结合现场测试，由于溢流损失而导致的功率耗损占整个管片拼装机水平移动液压控制系统功率损失的46%，且空载运行时间占整个水平移动总时间的48%。由此可见，要想达到节能减排，实现大功率密度的发展目标，提升管片拼装机水平移动系统的工作性能，提高整个管片拼装机水平移动液压控制系统的工作效率，完善盾构机的技术优势，就要着力解决管片拼装机水平移动系统中存在的能量损耗问题，降低因溢流损失而导致的管片拼装机水平移动系统的能量耗损，实现能量回收利用，缩短管片拼装机水平移动系统的空载运行的时间，从而提高管片拼装机水平移动系统工作效率和能源利用率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的提供一种流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统，本发明实现了能量回收利用，有效降低了溢流损失，减小功率耗损；且本发明实现了空载快进、带载慢回的理想工作效果，工作效率高。
本发明采用的技术方案是：包括多路阀、液压缸、顺序阀、第一平衡阀及第二平衡阀，所述的多路阀的第一出油口和第二出油口分别与第一平衡阀和第二平衡阀的进油口连接，第一平衡阀和第二平衡阀的出油口分别与液压缸的有杆腔和无杆腔连通；第一平衡阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通，第二平衡阀的控制油口与多路阀的第一出油口连通；所述的顺序阀的进油口和出油口分别与第一平衡阀和第二平衡阀的出油口连通；顺序阀的出油口与第二平衡阀的出油口连通的管道上设有单向阀；所述的顺序阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通，顺序阀的泄油口与多路阀的第一出油口连通。
上述的流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统中，所述的第一平衡阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通的管道上设有第一阻尼孔；第二平衡阀的控制油口与多路阀的第一出油口连通的管道上设有第二阻尼孔；所述的顺序阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通的管道上设有第三阻尼孔。
上述的流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统中，第一平衡阀和第二平衡阀的开启压力为35bar,先导比为1:3。
上述的流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统中，所述的顺序阀开启压力为20bar,先导比为1:1。
上述的流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统中，第一阻尼孔、第二阻尼孔和第三阻尼孔的孔径均为0.6mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的液压缸与一个外控式顺序阀并联，其控制压力与回油路上的第一平衡阀控制压力都取自进油路上的多路阀的第二出口，并且顺序阀的开启压力较回油第二平衡阀的开启压力小。顺序阀出口通过单向阀与油缸无杆腔连接，单向阀是防止油液倒流。由于空载时，系统压力较低，顺序阀先打开，使得油缸有杆腔与无杆腔连通，形成差动油缸，实现能量回收利用，进而使得空载运行的速度增大，提升了本发明的工作效率；由于顺序阀的作用，使得系统通过平衡阀溢流的油液减少，减小了系统功率耗损，达到节能减排的目的；此外，在回油路上，顺序阀与平衡阀通油路形成液压半桥，其可减小由于外界扰动引起的本发明的抖动现象。本发明实现能量回收利用；减小了功率耗损；且本发明实现了空载快进、带载慢回的理想工作效果，工作效率高。
附图说明
图1是本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括多路阀1、液压缸4、顺序阀5、第一平衡阀6及第二平衡阀2，所述的多路阀1的第一出油口和第二出油口分别与第一平衡阀6和第二平衡阀2的进油口连接，第一平衡阀6和第二平衡阀2的出油口分别与液压缸4的有杆腔和无杆腔连通。第一平衡阀6的控制油口与多路阀1的第二出油口连通，连通的管道上设有第一阻尼孔9。第二平衡阀2的控制油口与多路阀1的第一出油口连通，连通的管道上设有第二阻尼孔7。所述的顺序阀5的进油口和出油口分别与第一平衡阀6和第二平衡阀2的出油口连通；顺序阀5的出油口与第二平衡阀2的出油口连通的管道上设有单向阀3，单向阀3只允许液压油从顺序阀5的出油口流向第二平衡阀2的出油口。所述的顺序阀5的控制油口与多路阀1的第二出油口连通，连通的管道上设有第三阻尼孔8。顺序阀5的泄油口与多路阀1的第一出油口连通。
本发明的回油路加装了顺序阀5，顺序阀5与液压缸4并联，顺序阀5的控制油与第一平衡阀6的控制油都取自进油路上的多路阀1的第二出口，顺序阀5的开启压力为20bar，先导比为1:1。第一平衡阀6和第二平衡阀2的开启压力为35bar，先导比为1:3。顺序阀5的开启压力比第一平衡阀6和第二平衡阀2小。
当多路阀1左端得电时，油液一部分经第二平衡阀2的单向阀进入液压缸4的无杆腔，一部分作为控制油去控制第一平衡阀6和顺序阀5。因顺序阀5较第一平衡阀6的开启压力小，因此顺序阀5先打开。液压缸4回油时，有杆腔的液压油经顺序阀5、单向阀3与液压缸4的无杆腔连通，形成差动油缸，使得本发明溢流损失大大减小，并且空载推出速度更快。当本发明出现扰动时，负载加大，即第一平衡阀6的控制压力增大，此时第一平衡阀6打开，且顺序阀5通油路与第一平衡阀6通油路形成液压半桥，使得本发明背压稳定，防止了抖动。当本发明受到的扰动过大时，第一平衡阀6全打开，油液可经其溢回油箱，实现过载保护，防止液压元件的损坏。
当多路阀1右端得电时，在进油压力和调压弹簧的作用下，顺序阀5处于关闭状态，此时油液经第一平衡阀6的单向阀直接进入液压缸4的有杆腔，无杆腔的油液经第二平衡阀2溢回油箱。因第二平衡阀2的节流作用，本发明存在背压，使得液压缸4实现带载慢回。
通过上述方法，本发明不仅能实现能量回收利用，降低了溢流损失，减小功率耗损，实现了空载快进、带载慢回的理想工作效果，提高了工作效率。

Claims (5)

1.一种流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统，其特征在于：包括多路阀、液压缸、顺序阀、第一平衡阀及第二平衡阀，所述的多路阀的第一出油口和第二出油口分别与第一平衡阀和第二平衡阀的进油口连接，第一平衡阀和第二平衡阀的出油口分别与液压缸的有杆腔和无杆腔连通；第一平衡阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通，第二平衡阀的控制油口与多路阀的第一出油口连通；所述的顺序阀的进油口和出油口分别与第一平衡阀和第二平衡阀的出油口连通；顺序阀的出油口与第二平衡阀的出油口连通的管道上设有单向阀；所述的顺序阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通，顺序阀的泄油口与多路阀的第一出油口连通。
2.根据权利要求1所述的流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统，其特征在于：所述的第一平衡阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通的管道上设有第一阻尼孔；第二平衡阀的控制油口与多路阀的第一出油口连通的管道上设有第二阻尼孔；所述的顺序阀的控制油口与多路阀的第二出油口连通的管道上设有第三阻尼孔。
3.根据权利要求2所述的流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统，其特征在于：第一平衡阀和第二平衡阀的开启压力为35bar,先导比为1:3。
4.根据权利要求1或2所述的流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统，其特征在于：所述的顺序阀开启压力为20bar,先导比为1:1。
5.根据权利要求2或3所述的流量回收节能型管片拼装机水平移动液压控制系统，其特征在于：第一阻尼孔、第二阻尼孔和第三阻尼孔的孔径均为0.6mm。
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