CN107445099A - 一种变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统 - Google Patents

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张建平
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    • B66F3/46—Combinations of several jacks with means for interrelating lifting or lowering movements
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Abstract

本发明公开了一种变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，包括：一个泵、一个变频器和一个伺服电机，变频器与伺服电机相连接，伺服电机控制泵，泵设置在主油路上，主油路分别与八个支路相连通；每一钢支撑均设有一个油缸，每一油缸分别与一支路相连通，泵通过一个八路控制阀驱动油缸，伺服电机的频率与油缸的数量呈正比控制；八路控制阀包括：一个二位二通电磁换向阀和一个电比例阀。本发明通过设置伺服电机实现精确控制，同时8组油缸动作由8组三位四通电磁分别控制，工作过程中，根据油缸之间压力影响对油缸进行补偿，控制精度高。

Description

一种变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统
技术领域
本发明涉及钢支撑的技术领域，尤其涉及一种预应力分级施加系统。
背景技术
现阶段，钢支撑预应力施加为逐根、一次性施加到设定值；导致后施加的预应力影响前期施加的钢支撑的预应力。
尤其是多根钢支撑加载不同预应力时，如不同角度的钢支撑不能同步施加预应力，后施加的预应力影响前期施加钢支撑的预应力，且易导致钢支撑结构破坏，致使钢支撑系统效果不理想；施工结束后，预应力无法调整，不满足设计预应力，影响施工效果。
发明内容
针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其中，包括：一个泵、一个变频器和一个伺服电机，所述变频器与所述伺服电机相连接，所述伺服电机控制所述泵，所述泵设置在主油路上，所述主油路分别与八个支路相连通；八个钢支撑，每一所述钢支撑均设有一个油缸，每一所述油缸分别与一所述支路相连通，所述泵通过一个八路控制阀驱动所述油缸，所述伺服电机的频率与所述油缸的数量呈正比控制；所述八路控制阀包括：一个二位二通电磁换向阀，所述主油路上设置有所述二位二通电磁换向阀；一个电比例阀，所述主油路上设置有所述电比例阀，所述电比例阀为电比例溢流阀或电比例减压阀；八个三位四通电磁换向阀和八个液控单向阀，每一所述支路上分别设置有一所述三位四通电磁换向阀和一所述液控单向阀；每一所述油缸的推力均为其液压压力与其活塞面积之积，所述钢支撑预应力分级施加系统根据每一所述油缸的设定推力反向计算每一所述油缸需要的液压压力，并通过控制每一所述油缸需要的液压压力以控制每一所述油缸的推力。
上述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其中，还包括一个单向阀，所述主油路上还设置有所述单向阀。
上述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其中，还包括九个压力传感器，所述主油路和八所述支路上分别设置有一所述压力传感器。
上述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其中，所述压力传感器安装于所述泵的出口或所述油缸的无杆腔内。
上述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其中，每一所述油缸的缸体沿一所述钢支撑的轴向固定在所述钢支撑的端部。
上述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其中，所述二位二通电磁换向阀与所述电比例阀并联设置。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
(1)本发明通过设置伺服电机实现精确控制，同时8组油缸动作由8组三位四通电磁分别控制，工作过程中，根据油缸之间压力影响对油缸进行补偿，控制精度高。
附图说明
图1是本发明的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统的液压原理图。
附图中：1、泵；2、油缸；3、八路控制阀；31、二位二通泄压阀；32、电比例阀；33、三位四通电磁换向阀；34、液控单向阀；35、单向阀；36、压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1是本发明的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统的液压原理图，请参见图1所示，示出了一种较佳实施例的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，包括有：一个泵1、一个变频器和一个伺服电机，变频器与伺服电机相连接，伺服电机控制泵1，泵1设置在主油路上，主油路分别与八个支路相连通。
此外，作为较佳的实施例中，变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统还包括：八个钢支撑，每一钢支撑均设有一个油缸2，若干油缸2均可采用缸径相同或缸径不同的油缸，每一油缸2分别与一支路相连通，泵1通过一个八路控制阀3驱动油缸2，伺服电机的频率与油缸2的数量呈正比控制，并且伺服电机的频率通过变频器实时切换，保证油缸2的伸出速度不受数量影响、维持稳定。
进一步，作为较佳的实施例中，八路控制阀3包括：一个二位二通电磁换向阀31，主油路上设置有二位二通电磁换向阀31。
更进一步，作为较佳的实施例中，八路控制阀3包括：一个电比例阀32，主油路上设置有电比例阀32，电比例阀32为电比例溢流阀或电比例减压阀。具有降低设备成本、提高可靠性的特点，避免了短时间内电机的频繁启动，减少能量消耗。
再进一步，作为较佳的实施例中，八路控制阀3包括：八个三位四通电磁换向阀33和八个液控单向阀34，每一支路上分别设置有一个三位四通电磁换向阀33和一个液控单向阀34。八个三位四通电磁换向阀33分别控制八个油缸2动作，实现精确控制油缸2的压力。
另一方面，作为较佳的实施例中，每一油缸2的推力均为其液压压力与其活塞面积之积，钢支撑预应力分级施加系统根据每一油缸2的设定推力反向计算每一油缸2需要的液压压力，并通过控制每一油缸2需要的液压压力以控制每一油缸2的推力。
还有，作为较佳的实施例中，还包括一个单向阀35，主油路上还设置有单向阀35。
另外，作为较佳的实施例中，还包括九个压力传感器36，主油路和八支路上分别设置有一压力传感器36。
进一步，作为较佳的实施例中，压力传感器36安装于泵1的出口或油缸2的无杆腔内。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，每一油缸2的缸体沿一钢支撑的轴向固定在钢支撑的端部。
本发明的进一步实施例中，二位二通电磁换向阀31与电比例阀32并联设置。
本发明的进一步实施例中，各测压口配备测压接头和压力传感器36，同时各输出口用油堵封堵保护。
本发明的进一步实施例中，还包括报警装置(图中未示出)，报警装置在液压油位于高位或低位时报警，在回油过滤器堵塞时报警。
本发明的进一步实施例中，还包括变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统的同步分级加载方法，包括：
S1：通过操作电控系统对油缸2执行预加压步骤，通过预加压步骤快速消除油缸2的空行程，同时消除油缸2与钢支撑和连续墙之间的间隙；
S2：通过操作电控系统对油缸2执行同步加压步骤；
S3：在S2结束后电控系统转入自动补压阶段。
其中，预加压步骤包括：通过操作电控系统将若干油缸2加载到设计值的10～20％，变频器与油缸2的数量呈正比输出。
同步加压步骤包括：通过操作电控系统将若干油缸2按设计值的30-100％分阶段加载，直到若干油缸2均加载到100％设计值，每一阶段加载完成后电控系统暂停，变频器根据各个阶段内当前参与的油缸2的数量自动设定在20～100％输出。
自动补压阶段包括：通过电控系统对同步加压步骤中未加载到100％设计值的油缸2补压到100％设计值，同时实时监控系统压力的变化，将油缸2的油缸预应力保持在设计值误差范围内。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其特征在于，包括：
一个泵、一个变频器和一个伺服电机，所述变频器与所述伺服电机相连接，所述伺服电机控制所述泵，所述泵设置在主油路上，所述主油路分别与八个支路相连通；
八个钢支撑，每一所述钢支撑均设有一个油缸，每一所述油缸分别与一所述支路相连通，所述泵通过一个八路控制阀驱动所述油缸，所述伺服电机的频率与所述油缸的数量呈正比控制；
所述八路控制阀包括：
一个二位二通电磁换向阀，所述主油路上设置有所述二位二通电磁换向阀；
一个电比例阀，所述主油路上设置有所述电比例阀，所述电比例阀为电比例溢流阀或电比例减压阀；
八个三位四通电磁换向阀和八个液控单向阀，每一所述支路上分别设置有一所述三位四通电磁换向阀和一所述液控单向阀；
每一所述油缸的推力均为其液压压力与其活塞面积之积，所述钢支撑预应力分级施加系统根据每一所述油缸的设定推力反向计算每一所述油缸需要的液压压力，并通过控制每一所述油缸需要的液压压力以控制每一所述油缸的推力。
2.根据权利要求1所述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其特征在于，还包括一个单向阀，所述主油路上还设置有所述单向阀。
3.根据权利要求1所述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其特征在于，还包括九个压力传感器，所述主油路和八所述支路上分别设置有一所述压力传感器。
4.根据权利要求3所述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其特征在于，所述压力传感器安装于所述泵的出口或所述油缸的无杆腔内。
5.根据权利要求1所述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其特征在于，每一所述油缸的缸体沿一所述钢支撑的轴向固定在所述钢支撑的端部。
6.根据权利要求1所述的变频控制的伺服钢支撑预应力分级施加系统，其特征在于，所述二位二通电磁换向阀与所述电比例阀并联设置。
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