CN105627069B - 掘进机的密封油脂用量控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开掘进机的密封油脂用量控制系统及控制方法。控制系统包括：油脂泵，油脂泵与主驱动外密封腔连通；动力源装置，动力源装置与油脂泵相连；油脂计量装置，油脂计量装置设在油脂泵的下游以计量从油脂泵流出的油脂的流量；控制阀，控制阀串联在油脂计量装置和油脂泵之间；压力检测装置，压力检测装置用于检测主驱动外密封腔的压力和开挖仓的压力；控制装置，控制装置与油脂计量装置、控制阀和压力检测装置相连，控制装置被构造成在油脂计量装置检测到油量大于油脂最大消耗量且主驱动外密封腔的压力与开挖仓的压力的差值大于预设值时控制控制阀关闭。根据本发明控制系统，有利于节约油脂用量，同时还有利于保证主驱动密封的安全性。

Description

掘进机的密封油脂用量控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及掘进机技术领域，尤其是涉及一种掘进机的密封油脂用量控制系统及掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法。

背景技术

一般地，HBW油脂消耗控制可以采用主驱动最高转速时的消耗量选择控制泵的流量或者选择常用工况转速对应的消耗量控制泵的流量。

然而，由于HBW密封油脂的消耗量与主驱动的转速成正比，显然，选择主驱动最高转速的油脂消耗量来控制泵，在主驱动转速降低时，就会造成HBW油脂的大量浪费。选择常用工况转速对应的消耗量控制泵的流量，虽然可以节约流量，但是当主驱动转速升高时候，主驱动密封存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种掘进机的密封油脂用量控制系统，既能节约油脂的用量，降低掘进机施工的成本，还可以保证主驱动密封的安全性。

本发明还提出一种掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法，可用于控制上述的掘进机的密封油脂用量控制系统。

根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统，所述掘进机包括主驱动外密封腔，所述密封油脂用量控制系统包括：油脂泵，所述油脂泵适于与所述主驱动外密封腔连通以向所述主驱动外密封腔内供油；动力源装置，所述动力源装置与所述油脂泵相连以向所述油脂泵提供动力源；油脂计量装置，所述油脂计量装置设在所述油脂泵的下游以计量从所述油脂泵流出的油脂的流量；控制阀，所述控制阀串联在所述油脂计量装置和所述油脂泵之间以导通或切断所述油脂计量装置和所述油脂泵之间的油路通道；压力检测装置，所述压力检测装置用于检测所述主驱动外密封腔的压力和开挖仓的压力；控制装置，所述控制装置与所述油脂计量装置、所述控制阀和所述压力检测装置相连，所述控制装置被构造成在所述油脂计量装置检测到油量大于油脂最大消耗量且所述主驱动外密封腔的压力与所述开挖仓的压力的差值大于预设值时控制所述控制阀关闭。

根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统，通过设置油脂计量装置、控制阀、压力检测装置和控制装置，并使控制装置与油脂计量装置、控制阀和压力检测装置相连，且将控制装置构造成在油脂计量装置检测到油量大于油脂最大消耗量且压力检测装置检测到的主驱动外密封腔的压力与开挖仓的压力的差值大于预设值时控制控制阀关闭，由此，可避免因控制阀持续导通以向主驱动外密封腔内持续供油造成油脂的浪费，从而有利于节约油脂用量，同时还有利于保证主驱动密封的安全性。

根据本发明的一些实施例，所述油脂计量装置为同步计量马达。

根据本发明的一些实施例，所述控制阀为电磁球阀。

根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法，可用于控制上述的掘进机的密封油脂用量控制系统，所述掘进机的运行时间分成多个运行周期，在每个所述运行周期内，所述控制方法包括如下步骤：

当所述油脂计量装置检测到从所述油脂泵流出的油量Vm大于油脂最大消耗量Qmax时，所述压力检测装置检测所述主驱动外密封腔的压力P和所述开挖仓的压力Po，其中油脂最大消耗量Qmax为所述掘进机的转速最大时消耗的油量；

当所述压力P与所述压力Po的差值P-Po小于等于预设值时，所述控制阀处于打开状态以对所述主驱动外密封腔注油；当所述压力P与所述压力Po的差值P-Po大于预设值时，所述控制阀关闭。

根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法，有利于节约油脂用量，降低掘进机施工的成本，同时还可以保证主驱动密封的安全性。

根据本发明的一些实施例，所述预设值为0.2bar。

根据本发明的一些实施例，所述油量Vm和油脂最大消耗量Qmax满足：Vm＝1.1Qmax。

附图说明

图1是根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的控制方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的主驱动油脂的实际消耗量与主驱动转速的关系图；

图4是根据本发明实施例的主驱动油脂的理论消耗量与主驱动转速的关系图。

附图标记：

主驱动外密封腔1；油脂泵2；动力源装置3；油脂计量装置4；控制阀5；压力检测装置6；控制装置7；开挖仓8；

油脂消耗量Q；主驱动转速w。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图描述根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统。

具体地，掘进机包括主驱动外密封腔1和开挖仓8，主驱动的至少一部分位于主驱动外密封腔1内，且主驱动外密封腔1可用于避免掘进机挖掘的土块等物体进入到主驱动内。

如图1所示，根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统，可以包括油脂泵2、动力源装置3、油脂计量装置4、控制阀5、压力检测装置6和控制装置7。

其中，油脂泵2适于与主驱动外密封腔1连通以向主驱动外密封腔1内供油，由此，一方面当主驱动转动时，主驱动外密封腔1内的油脂可以起到润滑的作用，另一方面供入到主驱动外密封腔1内的油脂可以提高主驱动外密封腔1的压力，从而起到密封主驱动的作用，以避免掘进机挖掘的土块等物体进入到主驱动内。

动力源装置3与油脂泵2相连以向油脂泵2提供动力源，从而便于油脂泵2向主驱动外密封腔1内供油。

油脂计量装置4设在油脂泵2的下游以计量从油脂泵2流出的油脂的流量，控制阀5串联在油脂计量装置4和油脂泵2之间以导通或切断油脂计量装置4和油脂泵2之间的油路通道，压力检测装置6用于检测主驱动外密封腔1的压力和开挖仓8的压力，控制装置7与油脂计量装置4、控制阀5和压力检测装置6相连，控制装置7被构造成在油脂计量装置4检测到油量大于油脂最大消耗量且主驱动外密封腔1的压力与开挖仓8的压力的差值大于预设值时控制控制阀5关闭，由此，可避免因控制阀5持续导通以向主驱动外密封腔1内持续供油造成油脂的浪费，从而有利于节约油脂用量，同时还有利于保证主驱动密封的安全性。

具体而言，当油脂计量装置4检测到供入主驱动外密封腔1内的油量大于油脂最大消耗量时，压力检测装置6检测主驱动外密封腔1和开挖仓8的压力，若主驱动外密封腔1的压力与开挖仓8的压力的差值大于预设值，则控制装置7控制控制阀5关闭，从而切断油脂计量装置4和油脂泵2之间的油路通道，以阻止继续向主驱动外密封腔1内供油。

当油脂计量装置4检测到供入主驱动外密封腔1的油路大于油脂最大消耗量且压力检测装置6检测到主驱动外密封腔1的压力与开挖仓8的压力的差值小于等于预设值，则控制装置7控制控制阀5打开，从而导通油脂计量装置4和油脂泵2之间的油路通道，以便于向主驱动外密封腔1内供油。

根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统，通过设置油脂计量装置4、控制阀5、压力检测装置6和控制装置7，并使控制装置7与油脂计量装置4、控制阀5和压力检测装置6相连，且将控制装置7构造成在油脂计量装置4检测到油量大于油脂最大消耗量且压力检测装置6检测到的主驱动外密封腔1的压力与开挖仓8的压力的差值大于预设值时控制控制阀5关闭，由此，可避免因控制阀5持续导通以向主驱动外密封腔1内持续供油造成油脂的浪费，从而有利于节约油脂用量，同时还有利于保证主驱动密封的安全性。

根据本发明的一些实施例，油脂计量装置4为同步计量马达。具体而言，由于同步计量马达检测到的脉冲值与主驱动的转速成正比，而主驱动的转速又与主驱动的油脂消耗量成正比。因此，同步计量马达检测到的实时脉冲值可与主驱动的最大油脂消耗量对应的脉冲值相比较。当同步计量马达检测到的实时脉冲值大于与主驱动的最大油脂消耗量对应的脉冲值，且压力检测装置6检测到的主驱动外密封腔1的压力与开挖仓8的压力的差值大于设定值时，控制装置7控制控制阀5关闭，以切断油脂计量装置4和油脂泵2之间的油路通道，以阻止继续向主驱动外密封腔1内供油。当同步计量马达检测到的实时脉冲值大于与主驱动的最大油脂消耗量对应的脉冲值，且压力检测装置6检测到的主驱动外密封腔1的压力与开挖仓8的压力的差值小于等于设定值时，控制装置7控制控制阀5导通油脂计量装置4和油脂泵2之间的油路通道，以继续向主驱动外密封腔1内供油。

可选地，控制阀5为电磁球阀。电磁球阀反应灵敏，当油脂计量装置4检测到供入到主驱动密封腔1的油量大于油脂最大消耗量且主驱动外密封腔1的压力与开挖仓8的压力的差值大于预设值时，控制装置7可控制电磁球阀迅速切断油路通道，从而迅速地阻止油脂供入主驱动外密封腔1内，有利于进一步节约油脂用量。

具体地，电磁球阀可设在远离油脂泵2且靠近油脂计量装置4的位置处，例如，设置在油脂计量装置4的进油口处，从而避免电磁球阀关闭后，油路通道中的余油进入油脂计量装置4，而影响油脂计量装置4的检测精度。

可选地，压力检测装置6可以包括两个压力传感器，两个压力传感器分别设在主驱动外密封腔1和开挖仓8内，以用于分别检测主驱动外密封腔1的压力和开挖仓8的压力。具体地，压力传感器的检测精度可达到0.1bar。

下面对根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法进行详细描述，其中，掘进机的密封油脂用量控制系统为根据本发明上述的掘进机的密封油脂用量控制系统。掘进机的运行时间分成多个运行周期，例如，每个运行周期的运行时间是60秒。其中，可以理解的是，运行周期的具体时间取值可以根据实际情况进行限定。

在每个运行周期内，根据本发明的掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法，包括如下步骤：

当油脂计量装置检测到从油脂泵流出的油量Vm大于油脂最大消耗量Qmax时，压力检测装置检测主驱动外密封腔的压力P和开挖仓的压力Po，其中油脂最大消耗量Qmax为掘进机的转速最大时消耗的油量；

当压力P与压力Po的差值P-Po小于等于预设值时，控制阀处于打开状态以对主驱动外密封腔注油；当压力P与压力Po的差值P-Po大于预设值时，控制阀关闭。

由此，当油脂计量装置检测到从油脂泵流出的油量大于油脂最大消耗量时，通过压力检测装置检测主驱动外密封腔的压力P和开挖仓的压力Po，并将P-Po与预设值行比较，当压力P与压力Po的差值P-Po小于等于预设值时，控制阀处于打开状态以对主驱动外密封腔强制注油，从而有利于提高主驱动密封的安全性；当压力P与压力Po的差值P-Po大于预设值时，控制装置控制控制阀关闭，以切断油脂计量装置和油脂泵之间的油路通道，从而阻止继续向主驱动外密封腔内供油，有利于节约油脂的用量，节省成本。

根据本发明实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法，有利于节约油脂用量，降低掘进机施工的成本，同时还可以保证主驱动密封的安全性。

在本发明的一些实施例中，预设值为0.2bar，简单可靠。

根据本发明的一些实施例，油量Vm和油脂最大消耗量Qmax满足：Vm＝1.1Qmax，由此，可使得供入到主驱动密封腔的油脂量可以满足主驱动转速最大时的最大油脂消耗量，以确保主驱动密封的安全性。其中，可以理解的是，Vm＝1.1Qmax是油量Vm和油脂最大消耗量Qmax的理论关系，在实际应用中，存在一定的偏差，但是油量Vm和油脂最大消耗量Qmax的关系大体可以保持在Vm＝1.1Qmax。

根据本发明的一些实施例，每个运行周期的运行时间通过计时器计时，简单可靠。

根据本发明的一些实施例，密封油脂用量控制系统还可以包括报警装置，当控制系统出现故障的时，报警装置报警以提醒操作人员及时地排查故障，以便于掘进机的掘进工作的顺利进行。

下面对本发明一个具体实施例的掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法进行详细说明。

如图2所示，动力源装置与油脂泵相连以给油脂泵提供动力源，电磁球阀开启以导通同步计量马达和油脂泵之间的油路通道。掘进机的运行时间包括多个运行周期，每个运行周期通过计时器计时，且每个运行周期的时间是60秒。油脂泵供入主驱动外密封腔内的油脂量通过同步计量马达来计算，将同步计量马达计量的实时脉冲值No与主驱动的最大油脂消耗量对应的脉冲值N进行对比。

当No大于N时，压力检测装置检测主驱动外密封腔的压力P和开挖仓的压力Po。

若压力P与压力Po的差值P-Po≤0.2bar时，电磁球阀处于打开状态以对主驱动外密封腔注油；此时若运行周期的时间已超过60秒，则同步计量马达和计时器清零，进入到下一个运行周期，若运行周期不超过60秒，则电磁球阀仍处于打开状态。

当压力P与压力Po的差值P-Po＞0.2bar时，电磁球阀关闭，以停止向主驱动外密封腔内注油。此时若运行周期的时间已超过60秒，则同步计量马达和计时器清零，进入到下一个运行周期，若运行周期不超过60秒，则电磁球阀仍处于关闭状态。

其中，可以理解的是，当No≤N时，若运行时间超过60秒，则停机，检查掘进机是否故障，若运行时间不超过60秒，则电磁球阀始终处于打开状态。

因此，通过上述的控制方法以控制掘进机的密封油脂用量控制系统，在掘进机的每个运行周期内，通过合理的控制电磁球阀的通断时间，可确保实现油脂泵流入主驱动外密封腔的油量Vm与油脂最大消耗量Qmax的关系大体是Vm＝1.1Qmax，达到主驱动的油脂消耗量Q与主驱动转速w近似线性关系，如图3所示。

其中可以理解是的，油脂泵流入主驱动外密封腔的油量Vm与油脂最大消耗量Qmax的关系是Vm＝1.1Qmax为理论关系，且主驱动的油脂消耗量与主驱动转速的线性关系也是理论关系，如图4所示。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种掘进机的密封油脂用量控制系统，所述掘进机包括主驱动外密封腔，其特征在于，所述密封油脂用量控制系统包括：

油脂泵，所述油脂泵适于与所述主驱动外密封腔连通以向所述主驱动外密封腔内供油；

动力源装置，所述动力源装置与所述油脂泵相连以向所述油脂泵提供动力源；

油脂计量装置，在油脂的流动方向上，所述油脂计量装置设在所述油脂泵的下游以计量从所述油脂泵流出的油脂的流量；

控制阀，所述控制阀串联在所述油脂计量装置和所述油脂泵之间以导通或切断所述油脂计量装置和所述油脂泵之间的油路通道；

压力检测装置，所述压力检测装置用于检测所述主驱动外密封腔的压力和开挖仓的压力；

控制装置，所述控制装置与所述油脂计量装置、所述控制阀和所述压力检测装置相连，所述控制装置被构造成在所述油脂计量装置检测到油量大于油脂最大消耗量且所述主驱动外密封腔的压力与所述开挖仓的压力的差值大于预设值时控制所述控制阀关闭。

2.根据权利要求1所述的掘进机的密封油脂用量控制系统，其特征在于，所述油脂计量装置为同步计量马达。

3.根据权利要求1所述的掘进机的密封油脂用量控制系统，其特征在于，所述控制阀为电磁球阀。

4.一种采用根据权利要求1-3中任一项所述的掘进机的密封油脂用量控制系统的控制方法，其特征在于，所述掘进机的运行时间分成多个运行周期，在每个所述运行周期内，所述控制方法包括如下步骤：

当所述油脂计量装置检测到从所述油脂泵流出的油量Vm大于油脂最大消耗量Qmax时，所述压力检测装置检测所述主驱动外密封腔的压力P和所述开挖仓的压力Po，其中油脂最大消耗量Qmax为所述掘进机的转速最大时消耗的油量；

当所述压力P与所述压力Po的差值P-Po小于或等于预设值时，所述控制阀处于打开状态以对所述主驱动外密封腔注油；当所述压力P与所述压力Po的差值P-Po大于预设值时，所述控制阀关闭。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述预设值为0.2bar。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述油量Vm和油脂最大消耗量Qmax满足：Vm＝1.1Qmax。