CN109458384A - 盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 - Google Patents
盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109458384A CN109458384A CN201811509188.7A CN201811509188A CN109458384A CN 109458384 A CN109458384 A CN 109458384A CN 201811509188 A CN201811509188 A CN 201811509188A CN 109458384 A CN109458384 A CN 109458384A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydraulic cylinder
- oil
- oil pipe
- fluid port
- hydraulic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 75
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 11
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 7
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010727 cylinder oil Substances 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000010729 system oil Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/093—Control of the driving shield, e.g. of the hydraulic advancing cylinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
一种盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统主要包括伺服电机、定量泵、安全阀、补油泵及若干个结构相同的双活塞杆对称液压油缸构成的分区推进系统,伺服电机的输出轴与定量泵的输入轴刚性联接,定量泵的左端油口通过油管分别与第一液压油缸的左端油口、安全阀的进油口连接,定量泵的右端油口通过油管与第二液压油缸的右端油口连接,第一液压油缸的右端油口通过油管与第二液压油缸的左端油口连接;本发明各分区推进液压油缸易于实现同步控制,采用泵控缸的直驱式容积调速系统,能量损失小,节能显著,推进系统共用同一个油源,系统结构简单、安装维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种盾构掘进机液压推进系统,属液压传动技术领域。
背景技术
盾构掘进机是一种专用于地下隧道工程施工的集机、电、液等技术于一体,是一种典型的多系统复杂机电液集成装备,能够实现隧道开挖的机械化、自动化。盾构掘进机的液压推进系统为盾构前进提供推动力,通常由沿盾构周向分布的一定数量液压缸来完成,要求推进系统不仅能实现多缸精确同步推进,且各分组液压缸可单独控制以满足曲线掘进、纠偏和管片拼装时的单独回退等要求,同时推进系统的压力和流量必须实时连续可调,确保合理的推进力和速度,维持掘进过程土压平衡。
盾构推进是一种典型的大功率、大负载工况,推进系统的装机功率很大,能耗很高。现有推进液压系统采用阀控方式,不仅节流损失大,浪费了能量、影响了设备寿命,而且恶化了施工环境,带来诸多不利因素。因此,如何在确保推进系统正确高效完成掘进任务的情况下,实现液压推进系统液压缸之间的同步性及节能控制是盾构掘进中的一个关键技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中盾构推进过程中存在的问题兼顾满足盾构施工要求,提供一种采用伺服电机和定量泵驱动的直驱式容积调速的节能型盾构推进液压系统,可大幅降低系统能量损失,各对称双活塞杆液压油缸油路串联连接,易于实现推进液压油缸的同步控制。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案:
一种盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统主要由伺服电机、定量泵、安全阀、单向阀、补油泵、电机、油箱及若干结构相同的分区推进系统构成,每个分区推进系统包括第一液压油缸、第二液压油缸;伺服电机的输出轴与定量泵的输入轴刚性联接,定量泵的左端油口通过油管分别与第一液压油缸的左端油口、安全阀的进油口连接,定量泵的右端油口通过油管与第二液压油缸的右端油口连接,第一液压油缸的右端油口通过油管与第二液压油缸的左端油口连接;安全阀的出油口通过油管与油箱连接;补油泵的进油口通过油管与油箱连接,补油泵的出油口通过油管与单向阀的进油口连接,单向阀的出油口通过油管连接在油管上,补油泵的输入轴与电机刚性联接;第一液压油缸、第二液压油缸为若干个结构相同的双活塞杆对称液压油缸;推进系统采用伺服电机与定量泵直接驱动推进液压油缸的容积调速系统。
所述的盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统设置了四个分区。
本发明与现有技术相比,所产生的有益效果是:
各区推进系统的液压油缸油路串联连接,易于实现各分区推进液压油缸的同步控制,适合中小型盾构掘进机;采用伺服电机与定量泵直接驱动推进液压油缸的容积调速系统,能量损失小,节能显著;推进系统共用同一个油源,系统结构简单、安装维护方便。
附图说明
图1 是盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统的单区原理图。
图2 是盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统液压油缸分区示意图。
图中:1.伺服电机,2.定量泵,3、4、6、9、11、14、16.油管,5.安全阀,7.第一液压油缸,8.第二液压油缸,10.单向阀,12.补油泵,13.电机,15.油箱。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示,本发明包括伺服电机1、定量泵2、安全阀5、单向阀10、补油泵12、电机13及若干结构相同的分区推进系统;各分区推进系统,由同一个定量泵提供油源动力;每个分区推进系统由若干个结构相同的对称双活塞杆液压油缸组成,包括第一液压油缸7、第二液压油缸8等;伺服电机1的输出轴与定量泵2的输入轴刚性联接,定量泵2的左端油口通过油管3分别与第一液压油缸7的左端油口、安全阀5的进油口连接,定量泵2的右端油口通过油管16与第二液压油缸8的右端油口连接,第一液压油缸7的右端油口通过油管6与第二液压油缸8的左端油口连接;安全阀5的出油口通过油管4与油箱15连接;补油泵12的进油口通过油管14与油箱15连接,补油泵12的出油口通过油管9与单向阀10的进油口连接,单向阀10的出油口通过油管11连接在油管16上;补油泵12的输入轴与电机13刚性联接;第一液压油缸7、第二液压油缸8是结构相同的双活塞杆对称液压油缸。
本实施例设置四个分区推进系统,由同一个定量泵提供油源动力。
本发明的工作原理如下:
当盾构掘进机向前推进时,推进系统的伺服电机1得电启动,驱动定量泵2正向转动,定量泵2通过油管16从第二液压油缸8的右腔吸油,定量泵2输出的压力油通过油管3进入第一液压油缸7的左腔,推动第一液压油缸7的活塞向右移动,同时,第一液压油缸7右腔中的液压油通过油管6进入第二液压油缸8的左腔,推动第二液压油缸8的活塞向右移动,由于第一液压油缸7、第二液压油缸8是结构相同的对称双活塞杆油缸,从而推动第一液压油缸7、第二液压油缸8的活塞杆同步前进。
当推进过程中出现异常情况导致系统压力超出正常值时,安全阀5开启,定量泵2流出的油液经油管3、安全阀5和油管4流回油箱,实现卸荷。
由于第一液压油缸7、第二液压油缸8之间的管路串联连接,实现了分区内各液压油缸活塞杆的同步运动。
如图 2 所示,本实施例推进液压系统共设置8个液压油缸,在盾构掘进机截面方向上分为 A、B、C、D四区,四个区液压油缸数量在圆周方向平均分配,每区2个液压油缸;可根据实际工作需要,设置更多的液压油缸。
当推进液压油缸回退时,推进系统的伺服电机1反向旋转,驱动定量泵2反向转动,定量泵2通过油管3从第一液压油缸7的左腔吸油,定量泵2 输出的压力油进入第二液压油缸8的右腔,推动第二液压油缸8的活塞向左移动,同时,第二液压油缸8左腔中的液压油通过油管6进入第一液压油缸7的右腔,推动第一液压油缸7的活塞向左移动,从而实现第一液压油缸7、第二液压油缸8的活塞杆同步退回。
当盾构掘进机推进系统停止工作时,将伺服电机1输入电流设置为零,定量泵2输出流量为零,液压油缸停止运动。
当盾构掘进机推进液压系统油液发生泄漏时,由补油回路向系统补充液压油,补油泵12通过油管14从油箱15中吸油,通过油管9、单向阀10、油管11向油管16中补充液压油。
本发明采用液压泵控制液压油缸的直驱式容积调速系统,没有节流损失,系统节能显著。
Claims (1)
1.一种盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统,包括伺服电机(1)、定量泵(2)、油管(3、4、9、11、14、16)、安全阀(5)、单向阀(10)、补油泵(12)、电机(13)、油箱(15)及若干结构相同的分区推进系统,每个分区推进系统包括油管(6)、第一液压油缸(7)、第二液压油缸(8);其特征在于:伺服电机(1)的输出轴与定量泵(2)的输入轴刚性联接,定量泵(2)的左端油口通过油管(3)分别与第一液压油缸(7)的左端油口、安全阀(5)的进油口连接,定量泵(2)的右端油口通过油管(16)与第二液压油缸(8)的右端油口连接,第一液压油缸(7)的右端油口通过油管(6)与第二液压油缸(8)的左端油口连接;安全阀(5)的出油口通过油管(4)与油箱(15)连接;补油泵(12)的进油口通过油管(14)与油箱(15)连接,补油泵(12)的出油口通过油管(9)与单向阀(10)的进油口连接,单向阀(10)的出油口通过油管(11)连接在油管(16)上,补油泵(12)的输入轴与电机(13)刚性联接;第一液压油缸(7)、第二液压油缸(8)为若干个结构相同的双活塞杆对称液压油缸;推进系统采用伺服电机与定量泵直接驱动推进液压油缸的容积调速系统。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811509188.7A CN109458384B (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811509188.7A CN109458384B (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109458384A true CN109458384A (zh) | 2019-03-12 |
CN109458384B CN109458384B (zh) | 2024-01-23 |
Family
ID=65612922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811509188.7A Active CN109458384B (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109458384B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114233713A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 济南中铁重工轨道装备有限公司 | 一种盾构机直驱式管片同步提升液压系统及使用方法 |
Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3127311C1 (de) * | 1981-07-10 | 1983-02-03 | Hochtief Ag Vorm. Gebr. Helfmann, 4300 Essen | "Vorrichtung zum Vortrieb eines Tunnels" |
FR2533619A1 (fr) * | 1982-09-29 | 1984-03-30 | Hochtief Ag Hoch Tiefbauten | Dispositif pour le percement de tunnels |
CN1439814A (zh) * | 2003-03-26 | 2003-09-03 | 浙江大学 | 变频容积调速闭式液压控制系统 |
JP2009162315A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Ihi Corp | 油圧回路 |
CN101550830A (zh) * | 2009-05-18 | 2009-10-07 | 浙江大学 | 采用成组蓄能器的节能型盾构刀盘闭环液压控制系统 |
CN101666339A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-03-10 | 山东交通学院 | 液压增压器 |
CN101865169A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-10-20 | 北京市三一重机有限公司 | 一种同步驱动控制系统及工程机械 |
CN101864965A (zh) * | 2010-05-17 | 2010-10-20 | 浙江大学 | 压力流量复合同步控制的节能型盾构推进系统 |
CN102425426A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-04-25 | 浙江大学 | 推进进油口侧安装蓄能器的节能盾构液压推进系统 |
CN104196785A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-12-10 | 西安交通大学 | 一种采用多联泵驱动的闭式节能型盾构推进液压系统 |
CN104930001A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-23 | 叶丹 | 节能液压系统及工程机械 |
CN105298999A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 西安交通大学 | 一种液压驱动的可再生能源车能量回收与利用装置及能源车 |
WO2017071027A1 (zh) * | 2015-10-27 | 2017-05-04 | 中国矿业大学 | 一种多缸同步节能高效液压升降系统及方法 |
CN106884833A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-23 | 泸州市长江液压件装备有限公司 | 一种液压伺服同步系统 |
CN108331589A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-07-27 | 北方重工装备(沈阳)有限公司 | 一种盾构机推进节能控制系统 |
CN108443247A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-24 | 安徽合力股份有限公司 | 叉车独立液压转向系统 |
CN209586861U (zh) * | 2018-12-11 | 2019-11-05 | 山东交通学院 | 盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 |
-
2018
- 2018-12-11 CN CN201811509188.7A patent/CN109458384B/zh active Active
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3127311C1 (de) * | 1981-07-10 | 1983-02-03 | Hochtief Ag Vorm. Gebr. Helfmann, 4300 Essen | "Vorrichtung zum Vortrieb eines Tunnels" |
FR2533619A1 (fr) * | 1982-09-29 | 1984-03-30 | Hochtief Ag Hoch Tiefbauten | Dispositif pour le percement de tunnels |
CN1439814A (zh) * | 2003-03-26 | 2003-09-03 | 浙江大学 | 变频容积调速闭式液压控制系统 |
JP2009162315A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Ihi Corp | 油圧回路 |
CN101550830A (zh) * | 2009-05-18 | 2009-10-07 | 浙江大学 | 采用成组蓄能器的节能型盾构刀盘闭环液压控制系统 |
CN101666339A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-03-10 | 山东交通学院 | 液压增压器 |
CN101864965A (zh) * | 2010-05-17 | 2010-10-20 | 浙江大学 | 压力流量复合同步控制的节能型盾构推进系统 |
CN101865169A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-10-20 | 北京市三一重机有限公司 | 一种同步驱动控制系统及工程机械 |
CN102425426A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-04-25 | 浙江大学 | 推进进油口侧安装蓄能器的节能盾构液压推进系统 |
CN104196785A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-12-10 | 西安交通大学 | 一种采用多联泵驱动的闭式节能型盾构推进液压系统 |
CN104930001A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-23 | 叶丹 | 节能液压系统及工程机械 |
WO2017071027A1 (zh) * | 2015-10-27 | 2017-05-04 | 中国矿业大学 | 一种多缸同步节能高效液压升降系统及方法 |
CN105298999A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 西安交通大学 | 一种液压驱动的可再生能源车能量回收与利用装置及能源车 |
CN106884833A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-23 | 泸州市长江液压件装备有限公司 | 一种液压伺服同步系统 |
CN108331589A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-07-27 | 北方重工装备(沈阳)有限公司 | 一种盾构机推进节能控制系统 |
CN108443247A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-24 | 安徽合力股份有限公司 | 叉车独立液压转向系统 |
CN209586861U (zh) * | 2018-12-11 | 2019-11-05 | 山东交通学院 | 盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
吴清珍: "大宇挖掘机液压泵控制原理与典型故障诊断", 建筑机械, no. 05 * |
宋锦春编著: "现代液压技术概论", vol. 1, 冶金工业出版社, pages: 78 - 79 * |
施虎;龚国芳;杨华勇;: "采用液压变压器的盾构推进节能系统设计", 工程机械, vol. 1, no. 05, pages 78 - 79 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114233713A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 济南中铁重工轨道装备有限公司 | 一种盾构机直驱式管片同步提升液压系统及使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109458384B (zh) | 2024-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101408107B (zh) | 采用分区控制的节能型盾构推进液压系统 | |
CN100575717C (zh) | 一种采用液压变压器的节能型盾构液压控制系统 | |
CN104196785B (zh) | 一种采用多联泵驱动的闭式节能型盾构推进液压系统 | |
CN101864965B (zh) | 压力流量复合同步控制的节能型盾构推进系统 | |
CN201288566Y (zh) | 一种采用分区控制的节能型盾构推进液压系统 | |
CN109538558A (zh) | 一种盾构掘进机双活塞杆对称液压油缸串联连接推进系统 | |
CN108412847B (zh) | 一种带负载补偿高位置精度的电静液执行器及控制方法 | |
CN209586823U (zh) | 一种盾构掘进机液压推进系统 | |
CN104033154A (zh) | 双模式切换的tbm推进液压系统 | |
CN102606472A (zh) | 一种泵送系统的分配阀、泵送系统及工程机械 | |
CN101125693A (zh) | 水压式双活塞单缸压力交换能量回收装置 | |
CN209586861U (zh) | 盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 | |
CN104153786B (zh) | 一种采用同轴马达的节能型盾构推进液压系统 | |
CN103470578A (zh) | 直驱式差动容积控制电液伺服控制系统 | |
CN109458384A (zh) | 盾构掘进机串联连接双活塞杆对称液压油缸推进系统 | |
CN209586824U (zh) | 一种盾构掘进机双活塞杆对称液压油缸串联连接推进系统 | |
CN106257060B (zh) | 一种非相似余度电动操舵装置 | |
CN105178383A (zh) | 装载机电驱独立转向系统 | |
CN202031822U (zh) | 整体式混凝土泵高低压切换装置 | |
CN102003432B (zh) | 电液执行器 | |
CN108953306B (zh) | 双联泵直驱式容积控制电液伺服控制系统 | |
CN109519181A (zh) | 盾构掘进机单活塞杆对称液压油缸串联连接推进系统 | |
CN208293648U (zh) | 电控正流量液压系统 | |
CN103423225A (zh) | 一种低能耗液压开式行走系统及控制方法 | |
CN109538559A (zh) | 单活塞杆对称液压油缸串联连接的盾构掘进机推进系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |