CN108386400A - 一种超挖刀液压系统及使用该系统减少仿形刀伸缩误差的方法 - Google Patents

一种超挖刀液压系统及使用该系统减少仿形刀伸缩误差的方法 Download PDF

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Abstract

一种超挖刀液压系统，包括仿形刀油缸、仿形刀指示油缸、球阀、四位球阀、节流阀以及仿形刀控制阀组；所述仿形刀控制阀组包括液控单向阀、压力补偿器、比例电磁换向阀、电磁换向阀、电控系统；所述仿形刀油缸油路上串联仿形刀指示油缸，利用这个串联的仿形刀油缸间接测量仿形刀的位移；所述仿形刀指示油缸装有位移传感器，将其测得的位移乘上仿形刀油缸有杆腔与仿形刀指示油缸无杆腔面积比，即为仿形刀油缸的位移。还公开一种使用该超挖刀液压系统减少仿形刀伸缩误差的方法。该装置和方法实施后可有效减少仿形刀伸缩的累积误差，实现自动精确控制，提高提高超控性，减少超控难度，提高工作效率，同时减少对土体扰动，避免造成较大的土体沉降，安全生产。

Description

一种超挖刀液压系统及使用该系统减少仿形刀伸缩误差的 方法
技术领域
本申请涉及一种土压盾构机超挖刀液压系统及使用该系统减少仿行刀伸缩误差的方法。
背景技术
目前全断面隧道掘进机超挖刀液压系统，流量计与仿形刀油缸有杆腔串联，仿形刀油缸伸出缩回时，流量计测得值与时间乘积即为油缸有杆腔体积变化，即可得出仿形刀位移变化值。但由于流量计测量误差大多在5%以上，且油缸始终存在一定程度的内些，仿形刀多次伸缩后，测量位移与实际位移会存在很大误差。无法精准得知超挖刀油缸伸出量。
超挖刀液压系统无法实现自动精确控制，隧道掘进机转向方向难以控制，对土体扰动大，造成较大的土体沉降。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种超挖刀液压系统，以及使用该系统减少仿行刀伸缩误差的方法。
超挖刀系统是盾构的重要组成部分，是为盾构曲线掘进、转弯、纠偏而设计的。仿形刀安装在刀盘的边缘，通过一个仿形刀油缸来控制仿形刀的伸缩，盾构在转向掘进时，可操作仿形刀油缸使仿形刀沿刀盘径向伸出，扩大开挖直径，易于实现盾构的转向。
一种超挖刀液压系统，包括仿形刀油缸、仿形刀指示油缸、球阀、四位球阀、节流阀以及仿形刀控制阀组；所述仿形刀控制阀组包括液控单向阀、压力补偿器、比例电磁换向阀、电磁换向阀、电控系统。
所述仿形刀油缸油路上通过两个球阀及一个四位球阀串联仿形刀指示油缸，所述四位球阀通过节流阀与储油腔相连接；仿形刀指示油缸通过另外的两个球阀与仿形刀控制阀组相连接。
所述仿形刀油缸及与相连的球阀、四位球阀、仿形刀指示油缸形成的油路有两套，两套油路并联，且均与与仿形刀控制阀组相连接，并由仿形刀控制阀组控制。
仿形刀油缸油路上串联仿形刀指示油缸，利用这个串联的仿形刀油缸间接测量仿形刀的位移。指示油缸装有位移传感器，将其测得的位移乘上仿形刀油缸有杆腔与指示油缸无杆腔面积比，即为仿形刀油缸的位移。
使用该系统减少仿行刀伸缩误差的方法，包括如下步骤：
直线掘进时，与仿形刀油缸相连的球阀关闭，仿形刀油缸锁止；
超挖刀液压系统调试时，先将与仿形刀油缸相连的球阀都打开；然后进行手动调零标定；所述手动调零标定包括：①先将与仿形刀指示油缸相连的球阀3.1-3.4打开；②完全将仿形刀油缸缩回；③将四位球阀5.1、5.2旋转至复位位置；④把节流阀4.1、4.2完全开启；⑤完全缩回仿形刀指示油缸；⑥关闭节流阀4.1、4.2；⑦将四位球阀5.1、5.2旋转至开启位置，⑧关闭与仿形油缸相连的球阀3.5-3.8。自动控制前，先进行手动调零标定。然后确认球阀3.5-3.8打开，球阀3.1-3.4打开关闭。仿形刀油缸油路上串联仿形刀指示油缸，利用这个串联油缸间接测量仿形刀的位移。指示油缸装有位移传感器，将其测得的位移乘上仿形刀油缸有杆腔与指示油缸无杆腔面积比，即为仿形刀油缸的位移，通过手动调零标定、测量和计算从而减少仿行刀伸缩误差。
这种检测方法精度高。使得仿形刀油缸伸出量得以高精度的获知。在此液压系统中，布置有仿形刀控制阀组，该控制阀组包括比例电磁换向阀、压力补偿器，当电磁换向阀1的线圈DCV0102得电，即启动仿形刀自动模式启动，油液进入仿形刀控制阀组，通过调节比例电磁换向阀电磁线圈的电流控制比例电磁换向阀阀芯的开口度从而实现仿形刀油缸的伸出。将上述逻辑关系编入PLC中，使驾驶操作人员按照预期对的开挖路线进行掘进，或者根据地下实际地质情况进行曲线掘进、转弯、纠偏的操作控制。减少对土体扰动，避免造成较大的土体沉降，安全生产，减少不必要问题发生。实现超挖刀系统自动精确控制。
实现手动调零标定，减小测量起始误差及仿形刀多次伸缩后存在的累积误差，并实现自动精确控制，使隧道掘进机转向方向易于控制，提高超控性，减少超控难度，提高工作效率，满足施工要求。同时减少对土体扰动，避免造成较大的土体沉降，安全生产，减少不必要问题发生。
本方案实施后可有效减少仿形刀伸缩的累积误差，实现自动精确控制，提高提高超控性，减少超控难度，提高工作效率，同时减少对土体扰动，避免造成较大的土体沉降，安全生产。
附图说明
图1为本申请的超挖刀液压系统的原理图。
其中：1.1、1.2仿形刀油缸、2.1、2.2液控单向阀，11.1、11.2仿形刀指示油缸、3.1-3.8球阀、4.1、4.2节流阀、5.1、5.2四位球阀、6.1、6.2比例电磁换向阀、7.1、7.2电磁换向阀、8仿形刀控制阀组。
具体实施方案
如图1所示，一种超挖刀液压系统，包括仿形刀油缸1.1、1.2、仿形刀指示油缸11.1、11.2、球阀3.1-3.8、四位球阀5.1、5.2、节流阀4.1、4.2以及仿形刀控制阀组8；所述仿形刀控制阀组8包括液控单向阀2.1、2.2、压力补偿器、比例电磁换向阀6.1、6.2、电磁换向阀电磁换向阀、电控系统。
所述仿形刀油缸1.1油路上通过两个球阀3.5、3.6及一个四位球阀5.1串联仿形刀指示油缸11.1，所述四位球阀5.1通过节流阀4.1与储油腔相连接；仿形刀指示油缸通过另外的两个球阀3.1、3.2与仿形刀控制阀组8相连接。
所述仿形刀油缸及与相连的球阀、四位球阀、仿形刀指示油缸形成的油路有两套，两套油路并联，且均与仿形刀控制阀组相连接，并由仿形刀控制阀组控制。
仿形刀油缸1.1、1.2油路上串联仿形刀指示油缸11.1、11.2，利用这个串联的仿形刀油缸间接测量仿形刀的位移。指示油缸装有位移传感器，将其测得的位移乘上仿形刀油缸有杆腔与指示油缸无杆腔面积比，即为仿形刀油缸的位移。
使用该系统减少仿行刀伸缩误差的方法，包括如下步骤：
直线掘进时，与仿形刀油缸相连的球阀关闭，仿形刀油缸锁止；
超挖刀液压系统调试时，先将与仿形刀油缸相连的球阀都打开；然后进行手动调零标定；所述手动调零标定包括：①先将与仿形刀指示油缸相连的球阀3.1-3.4打开；②完全将仿形刀油缸缩回；③将四位球阀5.1、5.2旋转至复位位置；④把节流阀4.1、4.2完全开启；⑤完全缩回仿形刀指示油缸；⑥关闭节流阀4.1、4.2；⑦将四位球阀5.1、5.2旋转至开启位置，⑧关闭与仿形油缸相连的球阀3.5-3.8。自动控制前，先进行手动调零标定。然后确认球阀3.5-3.8打开，球阀3.1-3.4打开关闭。如图所示，仿形刀油缸油路上串联仿形刀指示油缸，利用这个串联油缸间接测量仿形刀的位移。指示油缸装有位移传感器，将其测得的位移乘上仿形刀油缸有杆腔与指示油缸无杆腔面积比，即为仿形刀油缸的位移，通过手动调零标定、测量和计算从而减少仿行刀伸缩误差。
这种检测方法精度高。使得仿形刀油缸伸出量得以高精度的获知。在此液压系统中，布置有仿形刀控制阀组，该控制阀组包括比例电磁换向阀、压力补偿器，当电磁换向阀1的线圈DCV0102得电，即启动仿形刀自动模式启动，油液进入仿形刀控制阀组，通过调节比例电磁换向阀电磁线圈的电流控制比例电磁换向阀阀芯的开口度从而实现仿形刀油缸的伸出。将上述逻辑关系编入PLC中，使驾驶操作人员按照预期对的开挖路线进行掘进，或者根据地下实际地质情况进行曲线掘进、转弯、纠偏的操作控制。减少对土体扰动，避免造成较大的土体沉降，安全生产，减少不必要问题发生。实现超挖刀系统自动精确控制。
实现手动调零标定，减小测量起始误差及仿形刀多次伸缩后存在的累积误差，并实现自动精确控制，使隧道掘进机转向方向易于控制，提高超控性，减少超控难度，提高工作效率，满足施工要求。同时减少对土体扰动，避免造成较大的土体沉降，安全生产，减少不必要问题发生。
本方案实施后可有效减少仿形刀伸缩的累积误差，实现自动精确控制，提高提高超控性，减少超控难度，提高工作效率，同时减少对土体扰动，避免造成较大的土体沉降，安全生产。

Claims (3)

1.一种超挖刀液压系统，包括仿形刀油缸（1.1、1.2）、仿形刀指示油缸（11.1、11.2）、球阀（3.1-3.8）、四位球阀（5.1、5.2）、节流阀（4.1、4.2）以及仿形刀控制阀组（8）；所述仿形刀控制阀组（8）包括液控单向阀（2.1、2.2）、压力补偿器、比例电磁换向阀（6.1、6.2）、电磁换向阀（7.1、7.2）、电控系统；所述仿形刀油缸及与相连的球阀、四位球阀、仿形刀指示油缸形成的油路有两套，两套油路并联，且均与仿形刀控制阀组相连接，并由仿形刀控制阀组控制；其特征是：
所述仿形刀油缸（1.1、1.2）油路上串联仿形刀指示油缸（11.1、11.2），利用这个串联的仿形刀油缸（1.1、1.2）间接测量仿形刀的位移；所述仿形刀指示油缸（11.1、11.2）装有位移传感器，将其测得的位移乘上仿形刀油缸（1.1、1.2）有杆腔与仿形刀指示油缸（11.1、11.2）无杆腔面积比，即为仿形刀油缸（1.1、1.2）的位移。
2.一种如权利要求1所述的超挖刀液压系统，其特征是：所述仿形刀油缸（1.1）中的一个的油路上通过两个球阀（3.5、3.6）及一个四位球阀（5.1）串联仿形刀指示油缸（11.1）中的一个，所述四位球阀（5.1）中的一个通过节流阀（4.1）中的一个与储油腔相连接；所述仿形刀指示油缸（11.1）中的一个通过另外的两个球阀（3.1、3.2）与仿形刀控制阀组（8）相连接。
3.一种使用如权利要求1或2所述的超挖刀液压系统减少仿形刀伸缩误差的方法，其特征是：包括如下步骤：
直线掘进时，与仿形刀油缸（1.1-1.2）相连的球阀（3.5-3.8）关闭，仿形刀油缸（1.1-1.2）锁止；
超挖刀液压系统调试时，先将与仿形刀油缸（1.1-1.2）相连的球阀（3.5-3.8）都打开；然后进行手动调零标定；所述手动调零标定包括：①先将与仿形刀指示油缸（11.1、11.2）相连的球阀（3.1-3.4）打开；②完全将仿形刀油缸（1.1-1.2）缩回；③将四位球阀（5.1、5.2）旋转至复位位置；④把节流阀（4.1、4.2）完全开启；⑤完全缩回仿形刀指示油缸（11.1、11.2）；⑥关闭节流阀（4.1、4.2）；⑦将四位球阀（5.1、5.2）旋转至开启位置，⑧关闭与仿形油缸相连的球阀（3.5-3.8）；
仿形刀油缸（1.1-1.2）油路上串联仿形刀指示油缸（11.1、11.2），利用这个串联油缸（11.1、11.2）间接测量仿形刀的位移；仿形刀指示油缸（11.1、11.2）装有位移传感器，将其测得的位移乘上仿形刀油缸（1.1-1.2）有杆腔与仿形刀指示油缸（11.1、11.2）无杆腔面积比，即为仿形刀油缸（1.1-1.2）的位移，通过手动调零标定、测量和计算从而减少仿行刀伸缩误差。
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CN109854268A (zh) * 2019-01-23 2019-06-07 中铁大桥科学研究院有限公司 一种隧道掘进机的可推出式超挖滚刀装置及滚刀调整方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109854268A (zh) * 2019-01-23 2019-06-07 中铁大桥科学研究院有限公司 一种隧道掘进机的可推出式超挖滚刀装置及滚刀调整方法
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