CN114857491A - 一种掘进机推进控制系统及掘进机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道掘进技术领域,本发明的目的在于提供一种掘进机推进控制系统及掘进机,以解决现有技术中的V形油缸掘进机的控制系统调控操作不便、纠滚和推进的过程逻辑复杂的技术问题。掘进机推进控制系统包括纠滚油路、多个独立纠滚阀组,纠滚油路包括纠滚进油路,纠滚进油路用于向对应油缸的无杆腔补充油液,从而在对应油缸的作用下产生纠滚扭矩,独立纠滚阀组连接在纠滚进油路上,各独立纠滚阀组分别与控制器控制连接,各纠滚进油路上连接的独立纠滚阀组用于调节各纠滚油路向对应油缸补充油液的流量,以改变奇数油缸和偶数油缸之间的流量差,使奇数油缸和偶数油缸间因流量差而产生伸出速度和伸出距离的差值,从而在盾体上产生纠滚扭矩。
Description
技术领域
本发明涉及隧道掘进技术领域,具体涉及一种掘进机中的防滚转控制系统。
背景技术
随着城建节奏的加快,隧道施工及其内部建设已成为城市发展不可或缺的施工项目,越来越多的城市开始修建地铁、施工地下工程以满足现代化发展需求。隧道加工所用的掘进机也已成为现有技术中不断创新进步的必要工程设备。掘进机通常包括盾体以及设置在盾体前端的刀盘,盾体中设有能够推动刀盘在隧道中前进的油缸,油缸通常垂直于刀盘水平布置,且油缸在盾体中呈环形均布有多个,刀盘能够在隧道中被各油缸共同顶推前进,随着刀盘的转动和前进从而掘进出所需轨道和地下工程。盾体内还设有扭矩臂、扭矩梁以及撑靴,以抵消刀盘的旋转扭矩,从而使刀盘和盾体能够平稳地掘进出所需的隧道或地下空间。但常规的隧道掘进机刀盘虽然结构稳定,但其刀盘姿态较少、整体结构较为笨重,无法满足部分隧道的转向或弯折需求。
现有技术中对常规掘进机的改进在于,取消传统掘进机中的扭矩臂或扭矩梁,采用成对布置为V形的奇数油缸和偶数油缸作为推进油缸连接在刀盘后侧的盾体中,通过调整奇、偶数油缸内的进油流量从而产生推力差,为掘进机正常推进提供不同的角度朝向,以此来实现掘进机整机的小转弯半径,采用V形油缸布置结构的掘进机刀盘位姿较多、设备整体更灵活,但相对应地掘进机的自由度增多、刀盘产生的扭矩也会增大,如何保证刀盘旋转时不会带动盾体滚转是V形油缸在盾构机中布置的关键。
申请公布号为CN112943733A的发明专利申请公开了一种掘进机推进系统及其控制方法,掘进机推进系统包括推进泵源、控制阀组以及推进油缸。每组V形油缸均包括布置方向呈V形的两个油缸,盾体中的V形油缸由(1)至(n)的编号顺序排布,其中1、3、5等奇数编号的油缸定义为奇数油缸,2、4、6等偶数编号的油缸为偶数油缸,各油缸均包括缸体和设在缸体中的活塞杆,各油缸的有杆腔上连接有有杆腔油路、无杆腔上连接有无杆腔油路,无杆腔油路和无杆腔油路均连接于油缸控制阀组(即文中的推进控制阀组),油缸控制阀组连接于推进进油路和推进回油路,推进进油路连接于液压油源,推进回油路连接于回油箱。油缸和无杆腔油路、有杆腔油路之间有平衡阀。其中,油缸控制阀组包括四通电磁阀,通过油缸控制阀组控制各奇数油缸和偶数油缸内的进、回油流量差,实现油缸的推进和缩回。油缸控制阀组还包括纠滚控制阀组、连接在油路上的比例减压阀、回油单向阀等控制阀组,各控制阀组均通过油路并联在主油路上并且与油缸相连通。通过控制器控制油缸控制阀组中各阀门的通断和流量调配,以对油缸的有杆腔和无杆腔供油和回油。纠滚控制阀组包括连接在液压油源与油缸的无杆腔之间主油路上的电磁球阀和纠滚比例调速阀,纠滚比例调速阀与奇数油缸的无杆腔之间设置有奇数油缸纠滚开关阀、与偶数油缸的无杆腔之间设置有偶数油缸纠滚开关阀。纠滚比例调速阀和油缸控制阀组在需要奇数油缸同时伸出或偶数油缸同时伸出时,同时通断并调控主油路中的总流量分配差值,以其内的总分配逻辑将不同流量的油液注入各油缸中,使各奇数油缸或偶数油缸之间产生流量差,从而改变了各奇数油缸或各偶数油缸的伸出速度,从而产生反力矩,实现掘进机的纠滚防偏,主油路上的纠滚比例调速阀对各油缸中的无杆腔流量进行分配补进。
然而上述掘进机推进系统在使用的过程中存在的问题是,由于纠滚动作时奇数油缸和偶数油缸的流量差值及流量比例均由主油路上的纠滚比例调速阀统一调配,则纠滚比例调速阀的精度要求和控制逻辑要求就较高,在调控时,纠滚比例调速阀由于逻辑计算量较大、分配过程较为复杂,容易出现调配失衡以及调配误差,使各奇数油缸或各偶数油缸分配到的流量不一致,同时,通过纠滚比例调速阀在主油路上调控各油缸的补油流量过程较为复杂,控制过程繁琐,不利于布置和操作,较难精确管控,无法调控每个油缸的实际进油量,容易造成油缸之间的压差无法建立,从而使纠滚防偏失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掘进机推进控制系统,以解决现有技术中的V形油缸掘进机的控制系统调控操作不便、纠滚和推进过程、逻辑复杂的技术问题;另外,本发明的目的还在于提供一种掘进机,以解决上述问题。
为实现上述目的,本发明所提供的一种掘进机推进控制系统的技术方案是:
一种掘进机推进控制系统,包括控制器、多个油缸控制阀组、液压油源、回油箱以及呈V字形交叉布置的多个油缸,各油缸按排布顺序依次分为奇数油缸和偶数油缸,每个油缸控制阀组与对应的油缸间设有推进油路,推进油路包括推进进油路、推进回油路、有杆腔油路和无杆腔油路,掘进机推进控制系统还包括纠滚油路、多个独立纠滚阀组,纠滚油路包括纠滚进油路,纠滚进油路用于向对应油缸的无杆腔补充油液,从而在对应油缸的作用下产生纠滚扭矩,纠滚进油路的进口连通液压油源,纠滚进油路的出口连接在无杆腔油路上,独立纠滚阀组连接在纠滚进油路上,各独立纠滚阀组分别与所述控制器控制连接,在控制器控制下,各纠滚进油路上连接的独立纠滚阀组用于调节各纠滚油路向对应油缸补充油液的流量,以改变奇数油缸和偶数油缸之间的流量差,使奇数油缸和偶数油缸间因流量差而产生伸出速度和伸出距离的差值,从而在盾体上产生纠滚扭矩。
有益效果:通过在盾体中设置纠滚油路和独立纠滚阀组,从而在原有推进油路的基础上,增加了能够被单独控制并用于纠滚的阀组和油路,纠滚油路与推进油路并联设置,纠滚控制与推进控制相互独立,防止盾体滚转的独立纠滚阀组不受控制油缸推进的油缸控制阀组的影响,调控方便。相较于现有的掘进机推进控制系统中推进和纠滚需要控制阀组同时调配其供油流量和速度,本发明通过独立的纠滚阀组所实施的额外流量控制,仅在需要纠滚动作时改变各奇、偶数油缸内的流量差,而在平时并不影响推进油路的流量控制,所以能够简单直接地进行纠滚控制,纠滚供油与油缸的推进供油互不影响并且两者能够叠加使用,使纠滚动作迅速进行。由于各油缸的无杆腔油路上均连接有单独的独立纠滚阀组,则每个油缸均能够被单独控制其内流量,从而能够同时控制奇数油缸和偶数油缸的进油量和补油量,控制比例精准、反应速度快、控制效果好,使掘进机的掘进和纠滚控制分离但同时动作,有效地解决了现有技术中的V形油缸掘进机的控制系统调控操作不便、纠滚和推进过程、逻辑复杂的技术问题。
优选地,纠滚油路还包括纠滚回油路,纠滚回油路的进口连接在有杆腔油路上,纠滚回油路的出口连通回油箱,纠滚回油路用于增加对应油缸的有杆腔的出油量,纠滚回油路上均连接有所述独立纠滚阀组。纠滚进油路上的独立纠滚阀组用于对油缸的无杆腔进行补油,而纠滚回油路上的独立纠滚阀组用于增加有杆腔中油液回油的流量,从而加快有杆腔的回油速度,通过有杆腔油路和无杆腔油路上的独立纠滚阀组互相配合,从而进一步增加油缸之间的流量差和速度差,保证油缸伸出时产生的纠滚扭矩能够有效地防转纠偏。
优选地,各独立纠滚阀组均包括串接在一起的比例流量阀和电磁阀,电磁阀用于控制独立纠滚系统的油路通断,比例流量阀用于调控流过的流量比例。通过电磁阀控制纠滚油路的通断,通过比例流量阀分配进入油缸中的流量,调控精确、操作快速,能够实现纠滚系统的快速接入和断开。
优选地,所述纠滚进油路和无杆腔油路之间、纠滚回油路和有杆腔油路之间均串接有安全阀。安全阀保证独立纠滚阀组在失效时的油路连接通断,对油缸进行保护。
优选地,所述电磁阀为两位两通电磁阀。两位两通电磁阀反应迅速,作为常用阀体连接简单,通断效果好。
本发明所提供的一种掘进机的技术方案是:
一种掘进机,包括盾体以及装配在盾体前端的刀盘,盾体中设有掘进机推进控制系统,掘进机推进控制系统包括控制器、多个油缸控制阀组、液压油源、回油箱以及呈V字形交叉布置的多个油缸,各油缸按排布顺序依次分为奇数油缸和偶数油缸,每个油缸控制阀组与对应的油缸间设有推进油路,推进油路包括推进进油路、推进回油路、有杆腔油路和无杆腔油路,掘进机推进控制系统还包括纠滚油路、多个独立纠滚阀组,纠滚油路包括纠滚进油路,纠滚进油路用于向对应油缸的无杆腔补充油液,从而在对应油缸的作用下产生纠滚扭矩,纠滚进油路的进口连通液压油源,纠滚进油路的出口连接在无杆腔油路上,独立纠滚阀组连接在纠滚进油路上,各独立纠滚阀组分别与所述控制器控制连接,在控制器控制下,各纠滚进油路上连接的独立纠滚阀组用于调节各纠滚油路向对应油缸补充油液的流量,以改变奇数油缸和偶数油缸之间的流量差,使奇数油缸和偶数油缸间因流量差而产生伸出速度和伸出距离的差值,从而在盾体上产生纠滚扭矩。
有益效果:通过在掘进机的盾体中设置纠滚油路和独立纠滚阀组,从而在原有推进油路的基础上,增加了能够被单独控制并用于纠滚的阀组和油路,纠滚油路与推进油路并联设置,纠滚控制与推进控制相互独立,防止盾体滚转的独立纠滚阀组不受控制油缸推进的油缸控制阀组的影响,调控方便。相较于现有的掘进机推进控制系统中推进和纠滚需要控制阀组同时调配其供油流量和速度,本发明通过独立的纠滚阀组所实施的额外流量控制,仅在需要纠滚动作时改变各奇、偶数油缸内的流量差,而在平时并不影响推进油路的流量控制,所以能够简单直接地进行纠滚控制,纠滚供油与油缸的推进供油互不影响并且两者能够叠加使用,使纠滚动作迅速进行。由于各油缸的无杆腔油路上均连接有单独的独立纠滚阀组,则每个油缸均能够被单独控制其内流量,从而能够同时控制奇数油缸和偶数油缸的进油量和补油量,控制比例精准、反应速度快、控制效果好,使掘进机的掘进和纠滚控制分离但同时动作,有效地解决了现有技术中的V形油缸掘进机的控制系统调控操作不便、纠滚和推进过程、逻辑复杂的技术问题。
优选地,纠滚油路还包括纠滚回油路,纠滚回油路的进口连接在有杆腔油路上,纠滚回油路的出口连通回油箱,纠滚回油路用于增加对应油缸的有杆腔的出油量,纠滚回油路上均连接有所述独立纠滚阀组。纠滚进油路上的独立纠滚阀组用于对油缸的无杆腔进行补油,而纠滚回油路上的独立纠滚阀组用于增加有杆腔中油液回油的流量,从而加快有杆腔的回油速度,通过有杆腔油路和无杆腔油路上的独立纠滚阀组互相配合,从而进一步增加油缸之间的流量差和速度差,保证油缸伸出时产生的纠滚扭矩能够有效地防转纠偏。
优选地,各独立纠滚阀组均包括串接在一起的比例流量阀和电磁阀,电磁阀用于控制独立纠滚系统的油路通断,比例流量阀用于调控流过的流量比例。通过电磁阀控制纠滚油路的通断,通过比例流量阀分配进入油缸中的流量,调控精确、操作快速,能够实现纠滚系统的快速接入和断开。
优选地,所述纠滚进油路和无杆腔油路之间、纠滚回油路和有杆腔油路之间均串接有安全阀。安全阀保证独立纠滚阀组在失效时的油路连接通断,对油缸进行保护。
优选地,所述电磁阀为两位两通电磁阀。两位两通电磁阀反应迅速,作为常用阀体连接简单,通断效果好。
附图说明
图1为本发明所提供的掘进机的实施例1中掘进机推进控制系统的控制原理图。
附图标记说明:
1、油缸;2、活塞杆;3、无杆腔;301、无杆腔油路;4、有杆腔;401、有杆腔油路;5、液压油源;6、回油箱;7、油缸控制阀组;8、位移传感器;9、独立纠滚阀组;10、电磁阀;11、比例流量阀;12、安全阀;13、平衡阀;14、推进进油路;15、推进回油路;16、纠滚进油路;17、纠滚回油路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”等限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,可能出现的术语“设有”应做广义理解,例如,“设有”的对象可以是本体的一部分,也可以是与本体分体布置并连接在本体上,该连接可以是可拆连接,也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明所提供的一种掘进机的具体实施例1:
本实施例中的掘进机包括盾体、盾体前端的刀盘以及刀盘后侧的盾体中设置的多组V形油缸,掘进机还包括用于对盾体的推进进行调控的掘进机推进控制系统,掘进机推进控制系统包括控制器,通过控制器不仅能调控刀盘的各种工作姿态以及油缸的伸出距离,同时还能够调整各油缸1产生纠滚扭矩进行独立防滚转纠偏。其中,每组V形油缸均包括布置方向呈V形的两个油缸1,如图1所示,盾体中的V形油缸1由(1)至(n)的编号顺序排布,其中1、3、5等奇数顺序的油缸1定义为奇数油缸,2、4、6等偶数顺序的油缸1为偶数油缸,各油缸1均包括缸体和设在缸体中的活塞杆2,根据活塞杆2及其一端活塞设置在缸体中的位置,将缸体分隔为无杆腔3和有杆腔4,各油缸1的有杆腔4和无杆腔3上均连接有推进油路,各油缸1通过推进油路连接于油缸控制阀组7,每个油缸1均对应连接有一个油缸控制阀组7,推进油路包括推进进油路14、推进回油路15、无杆腔油路301以及有杆腔油路401,通过油缸控制阀组7控制各奇数油缸和偶数油缸内的进油和回油,实现油缸1的推进和缩回。
掘进机推进控制系统具体地控制连接图如图1所示,掘进机推进控制系统包括用于供油的液压油源5以及用于回油的回油箱6,液压油源5上连接推进进油路14,回油箱6上连接推进回油路15。其中,油缸控制阀组7为两位四通换向阀,其“两位”是:第一位:推进进油路14和无杆腔油路301连通,同时推进回油路15和有杆腔油路401连通,第二位:推进进油路14和有杆腔油路401连通,同时推进回油路15和无杆腔油路301连通。通过控制器控制油缸控制阀组7实现对油缸1的有杆腔4和无杆腔3注油或回油,即在第一位为活塞杆2推出,在第二位为活塞杆2缩回。如图1所示,无杆腔油路301和有杆腔401还共同串接有平衡阀13,平衡阀13用于平衡油缸内流量使活塞杆能够平稳伸出。
本实施例中,在控制油缸1中活塞杆2伸出的过程中,油液从液压油源5中流出经推进进油路14进入油缸控制阀组7内,控制电磁换向阀内的阀门切换后油液进入无杆腔油路301中从而最终注入无杆腔3,油液推动活塞杆2伸出,此时有杆腔4内的油液经有杆腔油路401流入电磁换向阀,接着经阀门切换流入推进回油路15内,返回回油箱6。而在控制油缸1中活塞杆2缩回的过程中,油液从液压油源5中流出经推进进油路14进入油缸控制阀组7内,控制电磁换向阀内的阀门切换后油液进入有杆腔油路401中从而最终注入有杆腔4,推动活塞杆2缩回,此时无杆腔3内的油液经无杆腔油路301流入电磁换向阀,接着经阀门切换流入推进回油路15内,返回回油箱6。
如图1所示,无杆腔油路301与推进进油路14、有杆腔油路401与推进回油路15之间均串接有安全阀12,安全阀12用于在油路压力超限时连通回油箱6,进行安全保护。如图1所示,油缸1中的活塞杆2外端还设有位移传感器8,位移传感器8用于实时感应油缸1中活塞杆2的伸出距离,以方便精准调控油缸1的动作。
如图1所示,掘进机推进控制系统还包括和控制油路并联连接、独立设置的纠滚油路以及纠滚油路上连接的多个独立纠滚阀组9,各独立纠滚阀组9与各油缸控制阀组7的运行和控制在控制器中均互相独立,但两者能够共同调控油缸1内的流量。其中,无杆腔油路301和有杆腔油路401上均连接有纠滚油路,纠滚油路包括与无杆腔油路301连接的纠滚进油路16及其上连接的的独立纠滚阀组9,纠滚油路还包括与有杆腔油路401连接的纠滚回油路17及其上连接的独立纠滚阀组9,各独立纠滚阀组9均通过各纠滚油路向对应油缸1补充油液,以改变奇数油缸和偶数油缸之间的流量差,使奇数油缸和偶数油缸间因流量差而产生伸出速度和伸出距离的差值,从而在盾体上产生纠滚扭矩。
具体地,如图1所示,独立纠滚阀组9包括串接在一起的比例流量阀11以及电磁阀10,电磁阀10用于控制独立纠滚系统的油路通断,比例流量阀11用于分配油路中的流量比例。纠滚进油路16的入口连接于液压油源5,纠滚进油路16的出口连接在无杆腔油路301上,纠滚回油路17的进口连接在有杆腔油路401上,纠滚回油路17的出口连接于回油箱6。纠滚油路并联连接于各油缸1与油缸控制阀组7间的推进油路。油液从液压油源5流出后,经纠滚进油路16流入独立纠滚阀组9中,通过比例流量阀11和电磁阀10后,通入无杆腔油路301中,从而增加了进入无杆腔3中的流量,在推动活塞杆2伸出时,启动了独立纠滚阀组9的油缸便能够和未启动独立纠滚阀组9的油缸的无杆腔之间产生流量差,从而影响活塞杆的伸出速度。
本实施例中,电磁阀10为两位两通电磁阀。本实施例中,纠滚进油路16和纠滚回油路17上均设有独立纠滚阀组9,各独立纠滚阀组9分别与控制器控制连接,在控制器控制下,各纠滚进油路16上的独立纠滚阀组9均用于调节各纠滚油路向对应油缸1补充油液的流量。其中,纠滚进油油路16上布置的独立纠滚阀组9为进液调控阀组,主要用于增加进入无杆腔3中的流量,以使活塞杆2快速伸出,而纠滚回油路17及其上连接的独立纠滚阀组9则用于加快有杆腔4内的出油流量和速度,通过纠滚回油路17的设置,有杆腔4中的油液能够快速流出,进一步增加油缸1之间的流量差和速度差,使对应的奇数油缸或偶数油缸产生更大的纠滚扭矩,防滚转纠偏效果进一步提高。
本实施例中,通过控制器控制纠滚过程与推进过程同步完成,两动作过程中独立纠滚阀组9和油缸控制阀组7均独立受控制从而不会互相干涉,并且单独控制操作简单。本实施例中,定义奇数油缸同时伸出时能够提供抗拒盾体顺时针滚转的纠滚扭矩,则当盾体在各油缸1同时伸出发生顺时针滚转时,控制奇数油缸的纠滚进油路16上连接的独立纠滚阀组9,使电磁阀10得电,同时控制比例流量阀11的流量值对奇数油缸的无杆腔3补进油液,同时控制纠滚回油路17上的独立纠滚阀组9,加快奇数油缸的有杆腔4中的出油速度,从而使奇数油缸中无杆腔3内油液增多并与偶数油缸无杆腔3产生流量差,各奇数油缸内活塞杆2的伸出的速度快于各偶数油缸,从而使各奇数油缸先于偶数油缸伸出并在盾体上产生纠滚扭矩,盾体不会发生顺时针滚转。
若盾体发生逆时针滚转,与上述过程和原理相同,但控制的是偶数油缸无杆腔油路301和有杆腔油路401上连接的独立纠滚阀组9,从而使各偶数油缸的活塞杆2同时快于各奇数油缸的伸出速度,从而在盾体上产生纠滚扭矩,盾体不会发生逆时针滚转。
本实施例中,通过在掘进机的盾体中设置纠滚油路和独立纠滚阀组,从而在原有推进油路的基础上,增加了能够被单独控制并用于纠滚的阀组和油路,纠滚油路与推进油路并联设置,纠滚控制与推进控制相互独立,防止盾体滚转的独立纠滚阀组9不受控制油缸推进的油缸控制阀组7的影响,调控方便。相较于现有的掘进机推进控制系统中推进和纠滚需要控制阀组同时调配其供油流量和速度,本发明通过独立纠滚阀组9所实施的额外流量控制,仅在需要纠滚动作时改变各奇、偶数油缸内的流量差,而在平时并不影响推进油路的流量控制,所以能够简单直接地进行纠滚控制,纠滚供油与油缸1的推进供油互不影响并且两者能够叠加使用,使纠滚动作迅速进行。由于各油缸1的无杆腔油路301上均连接有单独的独立纠滚阀组9,则每个油缸1均能够被单独控制其内流量,从而能够同时控制奇数油缸和偶数油缸的进油量和补油量,控制比例精准、反应速度快、控制效果好,使掘进机的掘进和纠滚控制分离但同时动作,有效地解决了现有技术中的V形油缸掘进机的控制系统调控操作不便、纠滚和推进过程、逻辑复杂的技术问题。
本发明所提供的掘进机的具体实施例2:
与实施例1的不同之处在于,实施例1中,纠滚进油路16和纠滚回油路17上均连接有独立纠滚阀组9。本实施例中,仅在纠滚进油路上连接布置独立纠滚阀组。
本发明所提供的掘进机推进控制系统的具体实施例:
掘进机推进控制系统与上述各掘进机实施例中的掘进机推进控制系统相同,用于驱动刀盘调整姿态和前进,还用于纠滚防转。其中,掘进机推进控制系统的连接布置和用法不再赘述。
最后需要说明的是,以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种掘进机推进控制系统,包括控制器、多个油缸控制阀组(7)、液压油源(5)、回油箱(6)以及呈V字形交叉布置的多个油缸(1),各油缸(1)按排布顺序依次分为奇数油缸和偶数油缸,每个油缸控制阀组(7)与对应的油缸(1)间设有推进油路,推进油路包括推进进油路(14)、推进回油路(15)、有杆腔油路(401)和无杆腔油路(301),其特征在于,掘进机推进控制系统还包括纠滚油路、多个独立纠滚阀组(9),纠滚油路包括纠滚进油路(16),纠滚进油路(16)用于向对应油缸(1)的无杆腔(3)补充油液,从而在对应油缸(1)的作用下产生纠滚扭矩,纠滚进油路(16)的进口连通液压油源(5),纠滚进油路(16)的出口连接在无杆腔油路(301)上,独立纠滚阀组(9)连接在纠滚进油路(16)上,各独立纠滚阀组(9)分别与所述控制器控制连接,在控制器控制下,各纠滚进油路(16)上连接的独立纠滚阀组(9)用于调节各纠滚油路向对应油缸(1)补充油液的流量,以改变奇数油缸和偶数油缸之间的流量差,使奇数油缸和偶数油缸间因流量差而产生伸出速度和伸出距离的差值,从而在盾体上产生纠滚扭矩。
2.根据权利要求1所述的掘进机推进控制系统,其特征在于,纠滚油路还包括纠滚回油路(17),纠滚回油路(17)的进口连接在有杆腔油路(401)上,纠滚回油路(17)的出口连通回油箱(6),纠滚回油路(17)用于增加对应油缸(1)的有杆腔(4)的出油量,纠滚回油路(17)上均连接有所述独立纠滚阀组(9)。
3.根据权利要求1或2所述的掘进机推进控制系统,其特征在于,各独立纠滚阀组(9)均包括串接在一起的比例流量阀(11)和电磁阀(10),电磁阀(10)用于控制独立纠滚系统的油路通断,比例流量阀(11)用于调控流过的流量比例。
4.根据权利要求1或2所述的掘进机推进控制系统,其特征在于,所述纠滚进油路(16)和无杆腔油路(301)之间、纠滚回油路(17)和有杆腔油路(401)之间均串接有安全阀(12)。
5.根据权利要求1或2所述的掘进机推进控制系统,其特征在于,所述电磁阀(10)为两位两通电磁阀。
6.一种掘进机,包括盾体以及装配在盾体前端的刀盘,盾体中设有掘进机推进控制系统,掘进机推进控制系统包括控制器、多个油缸控制阀组(7)、液压油源(5)、回油箱(6)以及呈V字形交叉布置的多个油缸(1),各油缸(1)按排布顺序依次分为奇数油缸和偶数油缸,每个油缸控制阀组(7)与对应的油缸(1)间设有推进油路,推进油路包括推进进油路(14)、推进回油路(15)、有杆腔油路(401)和无杆腔油路(301),其特征在于,掘进机推进控制系统还包括纠滚油路、多个独立纠滚阀组(9),纠滚油路包括纠滚进油路(16),纠滚进油路(16)用于向对应油缸(1)的无杆腔(3)补充油液,从而在对应油缸(1)的作用下产生纠滚扭矩,纠滚进油路(16)的进口连通液压油源(5),纠滚进油路(16)的出口连接在无杆腔油路(301)上,独立纠滚阀组(9)连接在纠滚进油路(16)上,各独立纠滚阀组(9)分别与所述控制器控制连接,在控制器控制下,各纠滚进油路(16)上连接的独立纠滚阀组(9)用于调节各纠滚油路向对应油缸(1)补充油液的流量,以改变奇数油缸和偶数油缸之间的流量差,使奇数油缸和偶数油缸间因流量差而产生伸出速度和伸出距离的差值,从而在盾体上产生纠滚扭矩。
7.根据权利要求6所述的掘进机,其特征在于,纠滚油路还包括纠滚回油路(17),纠滚回油路(17)的进口连接在有杆腔油路(401)上,纠滚回油路(17)的出口连通回油箱(6),纠滚回油路(17)用于增加对应油缸(1)的有杆腔(4)的出油量,纠滚回油路(17)上均连接有所述独立纠滚阀组(9)。
8.根据权利要求6或7所述的掘进机,其特征在于,各独立纠滚阀组(9)均包括串接在一起的比例流量阀(11)和电磁阀(10),电磁阀(10)用于控制独立纠滚系统的油路通断,比例流量阀(11)用于调控流过的流量比例。
9.根据权利要求6或7所述的掘进机,其特征在于,所述纠滚进油路(16)和无杆腔油路(301)之间、纠滚回油路(17)和有杆腔油路(401)之间均串接有安全阀(12)。
10.根据权利要求6或7所述的掘进机,其特征在于,所述电磁阀(10)为两位两通电磁阀。
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Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001152781A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | シールド掘進機の制御装置及び制御方法 |
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 |
CN103727099A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-16 | 浙江大学 | 压力流量全过程适应的tbm推进液压系统 |
CN203905959U (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-29 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种矩形盾构主动铰接控制系统 |
CN106151142A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-11-23 | 浙江大学 | 流量按比例分配的独立阀芯控制阀及其控制方法 |
CN209704966U (zh) * | 2019-03-29 | 2019-11-29 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种便于组装的分体式盾构机液压推进控制阀组 |
CN111894938A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机 |
CN213176230U (zh) * | 2020-09-15 | 2021-05-11 | 河南合信矿山机械有限公司 | 一种煤矿掘进机液压系统 |
CN112943733A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-11 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种掘进机推进系统及其控制方法 |
CN113339341A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-03 | 煤炭科学研究总院 | 液压系统和液压支架 |
-
2022
- 2022-04-12 CN CN202210383676.8A patent/CN114857491B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001152781A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | シールド掘進機の制御装置及び制御方法 |
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 |
CN103727099A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-04-16 | 浙江大学 | 压力流量全过程适应的tbm推进液压系统 |
CN203905959U (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-29 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种矩形盾构主动铰接控制系统 |
CN106151142A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-11-23 | 浙江大学 | 流量按比例分配的独立阀芯控制阀及其控制方法 |
CN209704966U (zh) * | 2019-03-29 | 2019-11-29 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种便于组装的分体式盾构机液压推进控制阀组 |
CN111894938A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机 |
CN213176230U (zh) * | 2020-09-15 | 2021-05-11 | 河南合信矿山机械有限公司 | 一种煤矿掘进机液压系统 |
CN112943733A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-11 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种掘进机推进系统及其控制方法 |
CN113339341A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-03 | 煤炭科学研究总院 | 液压系统和液压支架 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
邢彤;杨华勇;龚国芳;: "盾构机液压系统多泵优化组合驱动技术", 浙江大学学报(工学版), no. 03, 15 March 2009 (2009-03-15) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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