CN108266197A - 一种盾构机推进系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种盾构机推进系统，使得同组内千斤顶数量可以任意改变，推进系统的前行轨迹的调整更灵活，回退速度也进一步提高，满足了现有盾构机推进的需求，三位三通阀的使用不仅可以在盾构机前进时实现姿态调整以及安全保护，还可以在管片拼装时实现每个千斤顶的独立控制，以保证管片的顺利拼装，使得回退速度也进一步提高，满足了现有盾构机推进的需求。

Description

一种盾构机推进系统
技术领域
本发明涉及一种推进液压系统，尤其涉及一种盾构机推进液压系统。
背景技术
盾构机推进系统是由液压系统控制多个油缸实现的，为了便于控制，多个油缸通常采用分组控制，现有的推进液压系统的分组策略是固定的，无法实现同组内液压缸数量的任意改变，使得推进系统的前行轨迹不能灵活调整，而且现有的推进系统的回退过程需要经过的阀路较多，使得回退速度较慢，不能满足现有盾构机的推进需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种盾构机推进系统，使得同组内液压缸数量可以任意改变，推进系统的前行轨迹的调整更灵活，回退速度也进一步提高，满足了现有盾构机推进的需求。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种盾构机推进液压系统，包括多个推进千斤顶，推进液压缸分为四组，每组有奇数或偶数个推进液压缸，推进系统还包括并联设置在电液换向阀的工作油口处的四个减压阀，每个减压阀的出口连接一组并联连接的液压缸，当减压阀的出口并联连接的是奇数个液压缸时，该减压阀的出口与该组液压缸的中间位置的液压缸的进油口通过开关阀连接，其余推进液压缸对称并联设置于中间位置的液压缸的两侧，且每一个推进液压缸的进油口均与一个开关阀直接连接，同一个液压缸组内两个相邻两个液压缸的进油管路之间均设置一个三位三通电磁阀，相邻两个液压缸组的相邻的两个液压缸也通过一个三位三通电磁阀连通；当减压阀的出口并联连接的是偶数个液压缸时，该组减压阀的出口分别通过一个三位三通电磁阀与该组液压缸的位于中间位置的液压缸的进油口连接，其余推进液压缸对称并联设置于中间位置的两个液压缸的两侧，且每一个推进液压缸的进油口均与一个开关阀直接连接，同一个液压缸组内两个相邻两个液压缸的进油管路之间均设置一个三位三通电磁阀，相邻两个液压缸组的相邻的两个液压缸也通过一个三位三通电磁阀连通；三位三通电磁阀包括进油口P、出油口A和回油口T，当三位三通电磁阀工作在左工位时，进油口P通过回油口T直接与油箱连通、A口截止；当三位三通电磁阀工作在中间工位时，进油口P、回油口T和出油口A互不相通，当三位三通电磁阀工作在右工位时，进油口P与出油口A连通、回油口T截止。
相邻组之间的相邻推进液压缸进油管路之间的三位三通电磁阀处于中间工位，同一组之间的相邻推进液压缸进油管路之间的三位三通电磁阀处于右工位。
当盾构管片拼装作业时，部分推进液压缸回退，需要回退的推进液压缸的三位三通电磁阀处于左位，推进液压缸有杆腔进油，无杆腔中的液压油经过开关阀、三位三通电磁阀返回油箱，推进液压缸回退。
上述盾构机推进液压系统的应用方法如下，首先将相邻组之间的相邻的推进液压缸进油管路之间的三位三通电磁阀设置于中间工位，同一组之间的相邻推进液压缸进油管路之间的三位三通电磁阀设置于右工位，盾构机开始朝前推进，控制器实时检测盾构机的姿态。当盾构机的轨迹发生偏移时，控制器根据实际偏移量与预设轨迹之间的差值，计算每组推进液压缸实际推力与该组推进液压缸的预设推力之间的差值F1，选则实际推力小于预设推力且差值最大的推进液压缸组作为基准组，比较基准组邻近的两组推进液压缸的推力，选定邻近基准组的实际推力较大的推进液压缸组作为推力补偿组，进行推力补偿。计算每组推进液压缸实际推力与该组推进液压缸的预设推力之间的差值F1，选则实际推力小于预设推力且差值最大的推进液压缸组作为基准组，比较基准组邻近的两组推进液压缸的推力，选定邻近基准组的实际推力较大的推进液压缸组作为推力补偿组，进行推力补偿；假设每个推力液压缸输出的推力均为F，当基准组的差值F1的绝对值小于F时，不需要推力补偿组进行液压缸补偿，当基准组的差值F1的绝对值大于F时，计算 ,利用推力补偿组进行补偿，其中是取整函数。当m=1时，推力补偿组中与基准组相邻的推力液压缸上游侧的两位两通电磁阀处于中间工位，下游侧的两位两通电磁阀处于右工作位，推力补偿组中与基准组相邻的推力液压缸划归入基准组，进行推力补偿，根据m的具体值，可以补入相应的推力油缸数，当推力补偿组的液压缸数量为奇数个时，m小于推力补偿组中的推力液压缸的总个数的一半，当推力补偿组的液压缸数量为偶数个时，m小于等于推力补偿组中的推力液压缸的总个数的一半。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
利用相邻液压缸组中相邻的一个液压缸或多个液压缸作为动态补偿液压缸，使得同组内液压缸数量可以任意改变，使得推进系统的前行轨迹的调整更灵活。
上述动态补偿缸所属液压缸组的改变是通过三位三通阀实现的，在每两个相邻的液压缸的进油路之间均设置一个三位三通阀，实现液压缸的动态补偿作用。三位三通阀不仅可以在盾构机前进时实现姿态调整以及安全保护，还可以在管片拼装时实现每个液压缸的独立控制，以保证管片的顺利拼装，使得回退速度也进一步提高，满足了现有盾构机推进的需求。
附图说明
图1是本发明液压原理示意图。
图中：1为电液换向阀；2为减压阀；3为三位三通阀；4为开关阀；5为推进液压缸。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1，一种盾构机推进液压系统，包括多个推进液压缸，推进液压缸分为四组，每组有奇数或偶数个推进液压缸，推进系统还包括并联设置在电液换向阀1的工作油口P1处的四个减压阀2，每个减压阀2的出口连接一组并联连接的液压缸，当减压阀的出口并联连接的是奇数个液压缸时，该减压阀2的出口与该组液压缸的中间位置的液压缸的进油口通过开关阀4连接，其余推进液压缸5对称并联设置于中间位置的液压缸的两侧，且每一个推进液压缸5的进油口均与一个开关阀4直接连接，同一个液压缸组内两个相邻两个液压缸5的进油管路之间均设置一个三位三通电磁阀3，相邻两个液压缸组的相邻的两个液压缸5也通过一个三位三通电磁阀3连通；当减压阀的出口并联连接的是偶数个液压缸时，该组减压阀2的出口分别通过一个三位三通电磁阀3与该组液压缸的位于中间位置的液压缸的进油口连接，其余推进液压缸5对称并联设置于中间位置的两个液压缸的两侧，且每一个推进液压缸5的进油口均与一个开关阀4直接连接，同一个液压缸组内两个相邻两个液压缸5的进油管路之间均设置一个三位三通电磁阀3，相邻两个液压缸组的相邻的两个液压缸5也通过一个三位三通电磁阀3连通；三位三通电磁阀3包括进油口P、出油口A和回油口T，当三位三通电磁阀3工作在左工位时，进油口P通过回油口T直接与油箱连通、A口截止；当三位三通电磁阀3工作在中间工位时，进油口P、回油口T和出油口A互不相通，当三位三通电磁阀3工作在右工位时，进油口P与出油口A连通、回油口T截止。
本发明的工作原理如下：
首先将相邻组之间的相邻的推进液压缸进油管路之间的三位三通电磁阀3设置于中间工位，同一组之间的相邻推进液压缸进油管路之间的三位三通电磁阀设置于右工位，盾构机开始朝前推进，控制器实时检测盾构机的姿态。当盾构机的轨迹发生偏移时，控制器根据实际偏移量与预设轨迹之间的差值，计算每组推进液压缸实际推力与该组推进液压缸的预设推力之间的差值F1，选则实际推力小于预设推力且差值最大的推进液压缸组作为基准组，比较基准组邻近的两组推进液压缸的推力，选定邻近基准组的实际推力较大的推进液压缸组作为推力补偿组，进行推力补偿。
假设每个推力液压缸输出的推力均为F，当基准组的差值F1的绝对值小于F时，不需要推力补偿组进行液压缸补偿，当基准组的差值F1的绝对值大于F时，计算,利用推力补偿组进行补偿，其中是取整函数。当m=1时，推力补偿组中与基准组相邻的推力液压缸上游侧的三位三通电磁阀失电处于中间工位，下游侧的三位三通电磁阀得电处于右工作位，推力补偿组中与基准组相邻的推力液压缸划归入基准组，进行推力补偿，根据m的具体值，可以补入相应的推力油缸数，当推力补偿组的液压缸数量为奇数个时，m小于推力补偿组中的推力液压缸的总个数的一半，当推力补偿组的液压缸数量为偶数个时，m小于等于推力补偿组中的推力液压缸的总个数的一半。
当盾构管片拼装作业时，部分推进液压缸回退，需要回退的推进液压缸的三位三通电磁阀处于左位，推进液压缸有杆腔进油，无杆腔中的液压油经过开关阀、三位三通电磁阀返回油箱，推进液压缸回退。部分推进液压缸还需要顶住管片，与需要顶住管片的推进液压缸的无杆腔相连的开关阀处于截止位，满足管片拼装工况下的需求。
以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种盾构机推进系统，包括多个推进千斤顶，推进千斤顶分为四组，每组有奇数或偶数个推进顶，推进系统还包括并联设置在电液换向阀的工作油口P1处的四个减压阀，每个减压阀的出口连接一组并联连接的千斤顶，当减压阀的出口并联连接的是奇数个千斤顶时，该减压阀的出口与该组千斤顶的中间位置的千斤顶的进油口通过开关阀连接，该组推进千斤顶的其余推进千斤顶对称并联设置于中间位置的千斤顶的两侧，且每一个推进千斤顶的进油口均与一个开关阀直接连接，同一个千斤顶组内两个相邻两个千斤顶的进油管路之间均设置一个三位三通电磁阀，相邻两个千斤顶组的相邻的两个千斤顶也通过一个三位三通电磁阀连通；当减压阀的出口并联连接的是偶数个千斤顶时，该组减压阀的出口分别通过一个三位三通电磁阀与该组千斤顶的位于中间位置的两个千斤顶的进油口连接，其余推进千斤顶对称并联设置于中间位置的两个千斤顶的两侧，且每一个推进千斤顶的进油口均与一个开关阀直接连接，同一个千斤顶组内两个相邻两个千斤顶的进油管路之间均设置一个三位三通电磁阀，相邻两个千斤顶组的相邻的两个千斤顶也通过一个三位三通电磁阀连通；三位三通电磁阀包括进油口P、出油口A和回油口T，当三位三通电磁阀工作在左工位时，进油口P通过回油口T直接与油箱连通、A口截止；当三位三通电磁阀工作在中间工位时，进油口P、回油口T和出油口A互不相通，当三位三通电磁阀工作在右工位时，进油口P与出油口A连通、回油口T截止；推进系统开始前行时，将相邻组之间的相邻的推进千斤顶进油管路之间的三位三通电磁阀设置于中间工位，同一组之间的相邻推进千斤顶进油管路之间的三位三通电磁阀设置于右工位，盾构机开始朝前推进，控制器实时检测盾构机的姿态。
2.一种如权利要求2所述的盾构机推进系统，其特征在于，当盾构管片拼装作业时，部分推进千斤顶回退，需要回退的推进千斤顶的三位三通电磁阀处于左位，推进千斤顶有杆腔进油，无杆腔中的液压油经过开关阀、三位三通电磁阀返回油箱，推进千斤顶回退。
3.一种应用权利要求1所述的盾构机推进系统的控制方法，其特征在于，首先将相邻组之间的相邻的推进千斤顶进油管路之间的三位三通电磁阀设置于中间工位，同一组之间的相邻推进千斤顶进油管路之间的三位三通电磁阀设置于右工位，盾构机开始朝前推进，控制器实时检测盾构机的姿态；
当盾构机的轨迹发生偏移时，控制器根据实际偏移量与预设轨迹之间的差值，计算每组推进千斤顶实际推力与该组推进千斤顶的预设推力之间的差值F1，选则实际推力小于预设推力且差值最大的推进千斤顶组作为基准组，比较基准组邻近的两组推进千斤顶的推力，选定邻近基准组的实际推力较大的推进千斤顶组作为推力补偿组，进行推力补偿，假设每个推力千斤顶输出的推力均为F，计算每组推进千斤顶实际推力与该组推进千斤顶的预设推力之间的差值F1，选则实际推力小于预设推力且差值最大的推进千斤顶组作为基准组，比较基准组邻近的两组推进千斤顶的推力，选定邻近基准组的实际推力较大的推进千斤顶组作为推力补偿组，进行推力补偿；当基准组的差值F1的绝对值小于F时，不需要推力补偿组进行千斤顶补偿，当基准组的差值F1的绝对值大于F时，计算,利用推力补偿组进行补偿，其中是取整函数；
当m=1时，推力补偿组中与基准组相邻的推力千斤顶上游侧的两位两通电磁阀处于中间工位，下游侧的两位两通电磁阀处于右工作位，推力补偿组中与基准组相邻的推力千斤顶划归入基准组，进行推力补偿，根据m的具体值，可以补入相应的推力油缸数，当推力补偿组的千斤顶数量为奇数个时，m小于推力补偿组中的推力千斤顶的总个数的一半，当推力补偿组的千斤顶数量为偶数个时，m小于等于推力补偿组中的推力千斤顶的总个数的一半。
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