CN109323116B - 一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置及润滑控制方法，在拼装机构需要润滑的多个位置分别设有一个注脂点，所述的注脂点由第一分配阀构成；该第一分配阀具有一个进油端及多个出油端，在各个第一分配阀的进油端分别连接一条主润滑管路，该主润滑管路的另一端连接注脂泵总成（A、B），在各个第一分配阀的多个出油端分别连接有分润滑管路，各个分润滑管路再与对应的润滑点相连接；该注脂泵总成（A、B）外接一控制装置（A、C），藉由该控制装置（A、C）实现对注脂泵总成（A、B）的控制，最终实现各个注脂点的自动油脂供给。

Description

一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置及其控制方法。

背景技术

目前在盾构机掘进施工过程中，隧道成型主要依靠盾构机刀盘后部设置的拼装机构对管片进行拼装，确保隧道洞体结构。现以常规直径为6米盾构机为例，在正常情况下每掘进一环需要拼装6片管片，拼装机构每安装一片管片需进行前进、后退、上升、下降、旋转，以及抓取放置等多套运动副的动作，为了保证每个运动副正常运行，需要对多个润滑点进行润滑，但在传统的润滑作业，主要采用人工手动润滑，通过对于拼装机构上述注脂点逐个进行润滑，由于注脂点比较分散，拼装机构比较大，工人在进行润滑作业时，易遗漏了某个注脂点的润滑，造成润滑不全面的问题；同时由于需要人工上下攀爬至各个注脂点进行润滑，工人的劳动强度大、润滑作业时间较长，且在润滑操作中由于工人的操作失误或疲惫易产生安全事故。

有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明第一目的公开一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置。

本发明的第二目的公开了使用上述自动润滑装置的控制方法。

为实现上述目的，本发明公开了一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置，在拼装机构需要润滑的多个位置分别设有一个注脂点，所述的注脂点由第一分配阀构成；该第一分配阀具有一个进油端及多个出油端，每个进油端都具有单向进油通道，在各个第一分配阀的进油端分别连接一条主润滑管路，该主润滑管路的另一端连接注脂泵总成（A、B），在各个第一分配阀的多个出油端分别连接有分润滑管路，各个分润滑管路再与对应的润滑点相连接；该注脂泵总成（A、B）外接一控制装置（A、C），藉由该控制装置（A、C）实现对注脂泵总成（A、B）的控制，从而实现注脂泵总成（A、B）将润滑油脂经各个主润滑管路输送至各个注脂点，再通过各个注脂点的分润滑管路配至对应的润滑点，最终实现各个注脂点的自动油脂供给。

可选的，所述的注脂泵总成A包括多点润滑泵A及润滑油脂存储容器A，该多点润滑泵A具有一个油脂输入端A及多个油脂输出端A，多个油脂输出端A分别与各个主润滑管路相互连接，油脂输入端A接入油脂存储容器，最终通过多点润滑泵A实现对各个主润滑管路的油脂供给，所述油脂存储容器A内的润滑油脂供应可通过外接盾构机油脂泵输出系统注入润滑油脂或人为添加润滑油脂实现。

可选的，所述的注脂泵总成B可通过第二分配阀B外接盾构机油脂泵输出系统，该第二分配阀B具有一个油脂输入端B及多个油脂输出端B，多个油脂输出端B分别与各个主润滑管路相互连接，油脂输入端B接入盾构机的油脂泵输出系统的一个油脂输出端B，最终通过第二分配阀B实现对各个主润滑管路的油脂供给。

更具体地，所述的拼装机构的各个注脂点分别为：齿轮啮合注脂点A，通过该注脂点实现旋转马达转轴上的齿轮与回转支撑轴承内径齿轮的润滑；前进后退油缸注脂点B，通过该注脂点实现伸缩油缸固定端关节部的润滑；回转支撑轴承注脂点C，通过该注脂点实现对回转支承轴承内的轴承进行润滑；举升油缸注脂点D，通过该注脂点实现对举升油缸外壁与固定架的润滑；抓举头注脂点E，通过该注脂点实现抓举头各活动关节的润滑。

更具体地，所述的控制装置A包括上位机、下位机、连接各个注脂点的控制球阀（A、B、C、D、E）及连接注脂泵总成（A、B）的油脂控制球阀，所述的上位机设有时钟模块，通过在上位机上设定注脂的间隔时间，然后上位机将控制指令下发至下位机，通过下位机给各个控制球阀（A、B、C、D、E）及油脂控制球阀输出控制指令，继而操纵控制球阀（A、B、C、D、E）及油脂控制球阀的启/闭,最终实现各个注脂点的定时油脂供给。

进一步，所述的控制装置C包括上位机、下位机、连接各个注脂点的控制球阀（A、B、C、D、E）、连接注脂泵总成（A、B）的油脂控制球阀、设置在齿轮啮合注脂点A内的第一压力传感器及设置在回转支撑轴承注脂点C内的第二压力传感器；所述的第一压力传感器及第二压力传感器实时给下位机反馈对应注脂点内的压力值P1、P2，下位机将P1、P2压力值反馈至上位机，上位机接收到反馈的P1压力值，并与预设在齿轮啮合注脂点A的最低压力值Px 及最高压力值Py比较，继而给下位机下发控制指令，最终操纵控制球阀A的启/闭 ，实现对齿轮啮合注脂点A的定量注脂供给；同时上位机接收到反馈的P2压力值，并与预设在回转支撑轴承注脂点C的最低压力值Px 及最高压力值Py比较，继而给下位机下发控制指令，最终操纵控制球阀C的启/闭，实现对回转支撑轴承注脂点C的定量注脂供给。

更进一步，它还包括手动注脂装置及用于切断注脂总泵进油端的手动球阀，所述的手动注脂装置通过人工借助外部手工具或电动工具实现向各个注脂点的第一分配阀的进油端注入润滑油脂。

本发明还公开一种适用于盾构机拼装机构的自动润滑方法，在上位机上设定注脂的间隔时间T，当通过上位机下发注脂指令时，上位机每隔间隔时间T会将注脂的控制指令下发至下位机，通过下位机给控制球阀（A、B、C、D、E）及油脂控制球阀输出控制指令，将控制球阀（A、B、C、D、E）打开，通过注脂泵总成（A、B）向各个注脂点注入润滑油脂，实现各个注脂点定时油脂供给。

本发明还公开了一种针对齿轮啮合注脂点A及回转支撑轴承注脂点C优先使用定量油脂供给，通过在齿轮啮合注脂点A增设第一压力传感器，在回转支撑轴承注脂点C增设第二压力传感器，所述的第一压力传感器及第二压力传感器实时给下位机反馈对应注脂点内的压力值P1、P2，下位机将P1、P2压力值反馈至上位机，上位机接收到反馈的P1压力值，并与预设在齿轮啮合注脂点A的最低压力值Px 及最高压力值Py比较，当反馈的P1＜Px时，则上位机对下位机下发注脂控制指令，控制球阀A开启，直至P1≥Px，则控制球阀A关闭，齿轮啮合注脂点A的定量油脂供给结束；上位机接收到反馈的P2压力值，并与预设在回转支撑轴承注脂点C的最低压力值Px 及最高压力值Py比较，当反馈的P2＜Px时，则上位机对下位机下发注脂控制指令，控制球阀C开启，直至P2≥Py，则控制球阀C关闭，回转支撑轴承注脂点C的定量油脂供给结束。

为了避免上述自动注脂润滑控制装置失效，当上位机反馈定时油脂供给或定量油脂供给出现故障，则关闭用于切断注脂总泵进油端的手动球阀，通过手动注脂装置向各个注脂点的第一分配阀的进油端注入润滑油脂，实现手动油脂供给。

采用上述方法，盾构机的拼装机构可以根据要求采用定时或定量自动注脂润滑方式，避免采用人工一一手动对各个润滑点进行润滑，降低了工人的劳动强度及劳动的危险系数，提升了拼装机构的润滑效率，同时上述系统设置了一旦自动注脂润滑装置失效，仅需通过手动注脂装置即可向各个注脂点注入润滑油脂即可，而无需至各个润滑点去进行人工注脂润滑作业。

附图说明

作为非限制性例子给出的具体说明更好地解释本发明包括什么以及其可被实施，此外，该说明参考附图，在附图中：

图1本发明采用多点润滑泵进行注脂润滑的液压原理图；

图2本发明采用第二分配阀进行注脂润滑的液压原理图；

图3本发明拼装机构的立体示意图；

图4本发明回转支撑轴测的立体示意图；

图5本发明控制装置第一实施例的工作原理图；

图6本发明控制装置第二实施例的工作原理图。

标号说明：

拼装机构1、注脂点2、第一分配阀2、主润滑管路3、注脂泵总成（4A、4B）、多点润滑泵41A、油脂输入端（411A 、411B）、油脂输出端（412A、412B）、润滑油脂存储容器42A、第二分配阀41B、分润滑管路5、控制装置6、上位机61、时钟模块611、下位机62、控制球阀（63A、63B、63C、63D、63E）、油脂控制球阀64、齿轮啮合注脂点A、前进后退油缸注脂点B、回转支撑轴承注脂点C、举升油缸注脂点D、抓举头注脂点E、第一压力传感器71、第二压力传感器72、手动注脂装置81、手动球阀82、液压马达支座盖9、伸缩油缸10、回转支撑轴承11、回转支撑轴承内径齿轮111、回转架113、举升油缸12、抓举头部13、盾构机油脂泵输出系统14。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。

如图1、图2所示，一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置，在拼装机构1需要润滑的多个位置分别设有一个注脂点2，本发明实施例的注脂点2共有5个，如图3、图4所示，分别为齿轮啮合注脂点A，该注脂点A对应的润滑点位于旋转马达转轴上的齿轮（图未示）与回转支撑轴承内径齿轮111的啮合处（位于液压马达支座盖9内），通过该注脂点实现上述两者相互啮合齿轮的润滑，回转架113固定在回转支撑轴承11的内圈，藉由旋转马达带动回转支撑轴承11的内圈，继而带动回转架113的转动；前进后退油缸注脂点B，该注脂点B对应的润滑点位于伸缩油缸10固定端的关节处, 通过该注脂点B实现伸缩油缸10固定端关节部的润滑，该伸缩油缸10用于带动回转支架13前进后退；回转支撑轴承注脂点C，该注脂点C对应的润滑点多个，上述润滑点均匀地分布在回转支撑轴承11外径的侧壁端，通过该注脂点C实现对回转支承轴承11内的轴承进行润滑；举升油缸注脂点D，该注脂点D位于举升油缸的缸壁外侧，通过该注脂点D对应的润滑点实现对举升油缸12外壁与固定架的润滑；抓举头注脂点E，该注脂点E对应的润滑点多个，其分别位于抓举头13的各个活动关节部，通过多个润滑点实现抓举头13各活动关节的润滑。所述的注脂点2由各自对应的第一分配阀2A、2B、2C、2D、2E构成，本实施例的2B与2E共用一个分配阀；所述的各个第一分配阀2A、2B、2C、2D、2E 具有一个进油端及多个出油端，每个进油端都具有单向进油通道，在各个第一分配阀2的进油端分别连接一条主润滑管路3，该主润滑管路3的另一端连接注脂泵总成4A、4B，在各个第一分配阀2的多个出油端分别连接有分润滑管路5，各个分润滑管路5再与对应的润滑点相连接；该注脂泵总成4A、4B外接一控制装置6，藉由该控制装置6实现对注脂泵总成4A、4B的控制，从而实现注脂泵总成4A、4B将润滑油脂经各个主润滑管路3输送至各个注脂点2，再通过各个注脂点2的分润滑管路5配至对应的润滑点，最终实现各个注脂点2的自动油脂供给。

如图1所示，本发明提供了注脂泵总成的第一个实施例，所述的注脂泵总成4A包括多点润滑泵41A及润滑油脂存储容器42A，该多点润滑泵41A具有一个油脂输入端411A及多个油脂输出端412A，多个油脂输出端412A分别与各个主润滑管路3相互连接，油脂输入端411A接入油脂存储容器，最终通过多点润滑泵41A实现对各个主润滑管路3的油脂供给，所述油脂存储容器42A内的润滑油脂供应可通过外接盾构机油脂泵输出系统注入润滑油脂或人为添加润滑油脂实现，所述的盾构机油脂泵输出系统在每个盾构机内均有设置，主要用于主驱动油脂密封系统、螺旋输送机伸缩、螺机闸门润滑等。

如图2所示，本发明提供了注脂泵总成的第二个实施例，所述的注脂泵总成4B可通过第二分配阀41B外接盾构机的油脂泵输出系统，该第二分配阀41B具有一个油脂输入端411B及多个油脂输出端412B，多个油脂输出端412B分别与各个主润滑管路3相互连接，油脂输入端411B接入盾构机的油脂泵输出系统的一个油脂输出端412B，最终通过第二分配阀41B实现对各个主润滑管路3的油脂供给。

如图5所示，本发明实提供一种定时油脂供给的控制装置6A，它包括上位机61、下位机62、连接各个注脂点2的控制球阀63A、63B、63C、63D、63E及连接注脂泵总成4A、4B的油脂控制球阀64，所述的上位机61设有时钟模块611，通过在上位机61上设定注脂的间隔时间，然后上位机61将控制指令下发至下位机62，通过下位机62给各个控制球阀63A、63B、63C、63D、63E及油脂控制球阀64输出控制指令，继而操纵控制球阀63A、63B、63C、63D、63E及油脂控制球阀64的启/闭,最终实现各个注脂点2的定时油脂供给。

进一步，如图6所示，本发明实在定时油脂供给的基础上提供了针对齿轮啮合注脂点A及回转支撑轴承注脂点C的定量油脂供给的控制装置6C，该控制装置6C包括上位机61、下位机62、连接各个注脂点2的控制球阀63A、63B、63C、63D、63E、连接注脂泵总成4A、4B的油脂控制球阀64、设置在齿轮啮合注脂点A内的第一压力传感器71及设置在回转支撑轴承注脂点C内的第二压力传感器72；所述的第一压力传感器71及第二压力传感器72实时给下位机62反馈对应注脂点内的压力值P1、P2，下位机62将P1、P2压力值反馈至上位机61，上位机61接收到反馈的P1压力值，并与预设在齿轮啮合注脂点A的最低压力值P1x 及最高压力值P1y比较，继而给下位机62下发控制指令，最终操纵控制球阀63A的启/闭 ，实现对齿轮啮合注脂点A的定量注脂供给；同时上位机61接收到反馈的P2压力值，并与预设在回转支撑轴承注脂点C的最低压力值P2x 及最高压力值P2y比较，继而给下位机62下发控制指令，最终操纵控制球阀63C的启/闭，实现对回转支撑轴承注脂点C的定量注脂供给。

如图1、2所示，本发明还包括手动注脂装置81及用于切断注脂总泵进油端的手动球阀82，当定时或定量的自动注脂功能失效时，可通过关闭手动球阀82，通过手动注脂装置81，如通过人工借助外部手工具或电动工具实现向各个注脂点2的第一分配阀2的进油端注入润滑油脂。

本发明还揭示一种适用于盾构机拼装机构的定时注脂润滑方法，在上位机61上设定注脂的间隔时间T，当通过上位机61下发注脂指令时，上位机61每隔间隔时间T会将注脂的控制指令下发至下位机62，通过下位机62给控制球阀63A、63B、63C、63D、63E及油脂控制球阀64输出控制指令，将控制球阀63A、63B、63C、63D、63E打开，通过注脂泵总成4A、4B向各个注脂点2注入润滑油脂，实现各个注脂点2定时油脂供给。

在此基础上，本发明还揭示一种适用于盾构机拼装机构的定量注脂润滑方法，针对齿轮啮合注脂点A及回转支撑轴承注脂点C优先使用定量油脂供给，通过在齿轮啮合注脂点A增设第一压力传感器71，在回转支撑轴承注脂点C增设第二压力传感器72，所述的第一压力传感器71及第二压力传感器72实时给下位机62反馈对应注脂点内的压力值P1、P2，下位机62将P1、P2压力值反馈至上位机61，上位机61接收到反馈的P1压力值，并与预设在齿轮啮合注脂点A的最低压力值P1x 及最高压力值P1y比较，当反馈的P1＜P1x时，则上位机61对下位机62下发注脂控制指令，控制球阀A开启，直至P1≥P2x，则控制球阀A关闭，齿轮啮合注脂点A的定量油脂供给结束；上位机61接收到反馈的P2压力值，并与预设在回转支撑轴承注脂点C的最低压力值P2x 及最高压力值P2y比较，当反馈的P2＜P2x时，则上位机61对下位机62下发注脂控制指令，控制球阀C开启，直至P2≥P2y，则控制球阀C关闭，回转支撑轴承注脂点C的定量油脂供给结束。

同时未避免上述自动注脂方式失效，如当上位机61反馈定时油脂供给或定量油脂供给出现故障，本发明还提供一种手动注脂润滑的方法，通过关闭用于切断注脂总泵进油端的手动球阀82，再采用手动注脂装置81向各个注脂点2的第一分配阀2的进油端注入润滑油脂，实现手动油脂供给。

最终强调的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、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应理解为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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。

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)

1.一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置，其特征在于，在拼装机构需要润滑的多个位置分别设有一个注脂点，所述的注脂点由第一分配阀构成；该第一分配阀具有一个进油端及多个出油端，每个进油端都具有单向进油通道，在各个第一分配阀的进油端分别连接一条主润滑管路，该主润滑管路的另一端连接注脂泵总成，在各个第一分配阀的多个出油端分别连接有分润滑管路，各个分润滑管路再与对应的润滑点相连接；该注脂泵总成外接一控制装置，藉由该控制装置实现对注脂泵总成的控制，从而实现注脂泵总成将润滑油脂经各个主润滑管路输送至各个注脂点，再通过各个注脂点的分润滑管路配至对应的润滑点，最终实现各个注脂点的自动油脂供给；

所述的拼装机构的各个注脂点分别为：齿轮啮合注脂点A，通过该注脂点实现旋转马达转轴上的齿轮与回转支撑轴承内径齿轮的润滑；前进后退油缸注脂点B，通过该注脂点实现伸缩油缸固定端关节部的润滑；回转支撑轴承注脂点C，通过该注脂点实现对回转支撑轴承进行润滑；举升油缸注脂点D，通过该注脂点实现对举升油缸外壁与固定架的润滑；抓举头注脂点E，通过该注脂点实现抓举头各活动关节的润滑；

所述的控制装置包括上位机、下位机、连接各个注脂点的控制球阀及连接注脂泵总成的油脂控制球阀，所述的上位机设有时钟模块，通过在上位机上设定注脂的间隔时间，然后上位机将控制指令下发至下位机，通过下位机给各个控制球阀及油脂控制球阀输出控制指令，继而操纵控制球阀及油脂控制球阀的启/闭,最终实现各个注脂点的定时油脂供给；

所述的控制装置还包括设置在齿轮啮合注脂点A内的第一压力传感器及设置在回转支撑轴承注脂点C内的第二压力传感器；所述的第一压力传感器及第二压力传感器实时给下位机反馈对应注脂点内的压力值P1、P2，下位机将P1、P2压力值反馈至上位机，上位机接收到反馈的P1压力值，并与预设在齿轮啮合注脂点A的最低压力值P1x 及最高压力值P1y比较，继而给下位机下发控制指令，最终操纵控制球阀A的启/闭 ，实现对齿轮啮合注脂点A的定量注脂供给；同时上位机接收到反馈的P2压力值，并与预设在回转支撑轴承注脂点C的最低压力值P2x 及最高压力值P2y比较，继而给下位机下发控制指令，最终操纵控制球阀C的启/闭，实现对回转支撑轴承注脂点C的定量注脂供给；

自动润滑装置还包括手动注脂装置及用于切断注脂总泵进油端的手动球阀，所述的手动注脂装置通过人工借助外部手工具或电动工具实现向各个注脂点的第一分配阀的进油端注入润滑油脂。

2.如权利要求1所述一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置，其特征在于，所述的注脂泵总成包括多点润滑泵及润滑油脂存储容器，该多点润滑泵具有一个油脂输入端及多个油脂输出端，多个油脂输出端分别与各个主润滑管路相互连接，油脂输入端接入润滑油脂存储容器，最终通过多点润滑泵实现对各个主润滑管路的油脂供给，所述润滑油脂存储容器内的润滑油脂供应通过外接盾构机油脂泵输出系统注入润滑油脂或人为添加润滑油脂实现。

3.如权利要求1所述一种适用于盾构机拼装机构自动润滑装置，其特征在于，所述的注脂泵总成通过第二分配阀外接盾构机油脂泵输出系统，该第二分配阀具有一个油脂输入端及多个油脂输出端，多个油脂输出端分别与各个主润滑管路相互连接，油脂输入端接入盾构机油脂泵输出系统的一个油脂输出端，最终通过第二分配阀实现对各个主润滑管路的油脂供给。

4.一种使用如权利要求1所述的适用于盾构机拼装机构自动润滑装置的自动润滑方法，其特征在于，在上位机上设定注脂的间隔时间T，当通过上位机下发注脂指令时，上位机每隔间隔时间T会将注脂的控制指令下发至下位机，通过下位机给控制球阀及油脂控制球阀输出控制指令，将控制球阀打开，通过注脂泵总成向各个注脂点注入润滑油脂，实现各个注脂点定时油脂供给。

5. 如权利要求4所述的适用于盾构机拼装机构自动润滑装置的自动润滑方法，其特征在于，针对齿轮啮合注脂点A及回转支撑轴承注脂点C优先使用定量油脂供给，通过在齿轮啮合注脂点A增设第一压力传感器，在回转支撑轴承注脂点C增设第二压力传感器，所述的第一压力传感器及第二压力传感器实时给下位机反馈对应注脂点内的压力值P1、P2，下位机将P1、P2压力值反馈至上位机，上位机接收到反馈的P1压力值，并与预设在齿轮啮合注脂点A的最低压力值P1x 及最高压力值P1y比较，当反馈的P1＜P1x时，则上位机对下位机下发注脂控制指令，控制球阀A开启，直至P1≥P1y，则控制球阀A关闭，齿轮啮合注脂点A的定量油脂供给结束；上位机接收到反馈的P2压力值，并与预设在回转支撑轴承注脂点C的最低压力值P2x 及最高压力值P2y比较，当反馈的P2＜P2x时，则上位机对下位机下发注脂控制指令，控制球阀C开启，直至P2≥P2y，则控制球阀C关闭，回转支撑轴承注脂点C的定量油脂供给结束。

6.如权利要求5所述的适用于盾构机拼装机构自动润滑装置的自动润滑方法，其特征在于，当上位机反馈定时油脂供给或定量油脂供给出现故障，则关闭用于切断注脂总泵进油端的手动球阀，通过手动注脂装置向各个注脂点的第一分配阀的进油端注入润滑油脂，实现手动油脂供给。