CN203905959U

CN203905959U - 一种矩形盾构主动铰接控制系统

Info

Publication number: CN203905959U
Application number: CN201420336033.9U
Authority: CN
Inventors: 许顺海; 贾连辉; 李光; 朱英; 高博
Original assignee: China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
Current assignee: China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2024-06-23

Abstract

本实用新型涉及一种矩形盾构主动铰接控制系统，包含油泵站、控制模块和铰接油缸组，控制模块包含控制器、行程传感器及油路控制单元，油路控制单元的出油口与铰接油缸的进油口连通，所述油路控制单元包含电磁换向阀和电子球阀，油泵站的输出油管与电磁换向阀的进油口连通，电磁换向阀分别与对应铰接油缸组的无杆腔、有杆腔、油泵站的主回油路连通，其有杆腔与回油路一连通，其无杆腔与回油路二连通，回油路一和回油路二分别与主回油路连通。本实用新型既能够实现铰接油缸的随动动作，又能够实现任意位置的保压动作，铰接油缸实现任意分组，并高效控制盾构的姿态调整，且成本较低，维护方便，转向和纠偏效率高，广泛应用于矩形盾构的铰接控制中。

Description

一种矩形盾构主动铰接控制系统

技术领域

本实用新型涉及盾构铰接液压控制领域，特别涉及一种矩形盾构主动铰接控制系统。

背景技术

盾构的铰接分为被动铰接和主动铰接两种，被动铰接连接中盾和尾盾，本身不具备转向功能，仅起辅助转向作用。随着盾构技术的发展，越来越多的盾构采用主动铰接系统，主动铰接可以实现自身调向，当掘进出现误差时，还可以用来进行调整误差，优势明显。现有的主动铰接液压系统主要是针对开挖截面是圆形的盾构，在矩形盾构上面的实用性不大。

发明内容

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种实现任意分组、转向纠偏效率高，且铰接控制高效、快捷的矩形盾构主动铰接控制系统。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种矩形盾构主动铰接控制系统，包含油泵站、控制模块和铰接油缸组，控制模块包含控制器、行程传感器及与控制器连接的N个油路控制单元，N个油路控制单元的出油口分别与N组铰接油缸的进油口连通，N均为大于1的自然数，所述油路控制单元包含电磁换向阀和电子球阀，油泵站的输出油管与电磁换向阀的进油口连通，电磁换向阀的第一出油口与对应铰接油缸组的无杆腔连通，电磁换向阀的第二出油口与该铰接油缸组的有杆腔连通，电磁换向阀的回油口与油泵站的主回油路连通，该铰接油缸组的有杆腔通过电磁球阀与回油路一连通，该铰接油缸的无杆腔通过电磁球阀与回油路二连通，回油路一和回油路二分别与主回油路连通。

根据上述的矩形盾构主动铰接控制系统，每个铰接油缸组含有M个铰接油缸，M个铰接油缸的有杆腔并接在一起形成该组铰接油缸的有杆腔，其无杆腔并接在一起形成该组铰接油缸的无杆腔，M为大于1的自然数。

优选的，控制模块包含8个油路控制单元，分别为：A、B、C、D、E、F、G、H，所述行程传感器设置于分别与B、D、E、G油路控制单元连接的铰接油缸上。

根据上述的矩形盾构主动铰接控制系统，电磁换向阀的第一出油口通过平衡阀与对应铰接油缸组的无杆腔连通，电磁换向阀的第二出油口通过平衡阀与该铰接油缸组的有杆腔连通。

根据上述的矩形盾构主动铰接控制系统，所述回油路一和回油路二分别依次通过电磁球阀、溢流阀与主回油路连通。

本实用新型矩形盾构主动铰接控制系统的有益效果：

1. 本实用新型根据实际使用工况和液压特性，通过铰接油缸的有杆腔和无杆腔串联回油路一和回油路二，既能够实现铰接油缸的随动动作，又能够实现任意位置的保压动作，控制器给铰接油缸实现任意分组，高效控制盾构的姿态调整，成本较低，维护方便，具有较好的市场前景和社会推广价值。

2. 本实用新型中行程传感器检测行程数据，并将该数据传送给控制器，从而控制铰接油缸继续动作或停止动作，控制器控制电磁换向阀和电磁球阀的得电和失电情况，实现铰接油缸的任意分组、任意位置的锁定和油缸中有杆腔和无杆腔的补油功能，转向和纠偏效率高，可广泛应用于隧道非开挖设备的主动铰接上，尤其是在矩形盾构（截面近似矩形）的铰接控制中有很好的应用前景。

附图说明：

图1为本实用新型矩形盾构主动铰接控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中铰接油缸的分布示意图；

图3为本实用新型实施例一中铰接方向的选择界面的示意图。

具体实施方式：

图中所示，P为油泵站油源，T为到油泵站油箱的回油，A、B、C、D、E、F、G、H 为8个油路控制单元，M、X为电磁球阀，N、Y为溢流阀， 1、5、9、13、17、21、25、29均为电磁换向阀，2、6、10、14、18、22、26、30均为平衡阀，3、4、7、8、11、12、15、16、19、20、23、24、27、28、31、32均为电磁球阀，33、34、35、36、37、38、39、40均为铰接油缸组，41为回油路一，42为回油路二，T为主回油路。

下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。

参见附图1~3所示，一种矩形盾构主动铰接控制系统，包含油泵站、控制模块和铰接油缸组，控制模块包含控制器、行程传感器及与控制器连接的N个油路控制单元，N个油路控制单元的出油口分别与N组铰接油缸的进油口连通，N均为大于1的自然数，所述油路控制单元包含电磁换向阀和电子球阀，油泵站的输出油管与电磁换向阀的进油口连通，电磁换向阀的第一出油口与对应铰接油缸组的无杆腔连通，电磁换向阀的第二出油口与该铰接油缸组的有杆腔连通，电磁换向阀的回油口与油泵站的主回油路连通，该铰接油缸组的有杆腔通过电磁球阀与回油路一连通，该铰接油缸的无杆腔通过电磁球阀与回油路二连通，回油路一和回油路二分别与主回油路连通，通过回油路一和回油路二的配合，实现铰接油缸的随动动作。

每个铰接油缸组含有M个铰接油缸，M个铰接油缸的有杆腔并接在一起形成该组铰接油缸的有杆腔，其无杆腔并接在一起形成该组铰接油缸的无杆腔，M为大于1的自然数。

优选的，控制模块包含8个油路控制单元，分别为：A、B、C、D、E、F、G、H，所述行程传感器设置于分别与B、D、E、G油路控制单元连接的铰接油缸上，检测铰接油缸的位移。通过控制器实现铰接油缸的任意分组，实现矩形盾构上、下、左、右四个方向的调向动作。

电磁换向阀的第一出油口通过平衡阀与对应铰接油缸组的无杆腔连通，电磁换向阀的第二出油口通过平衡阀与该铰接油缸组的有杆腔连通，控制对应油路控制单元上的铰接油缸的伸缩动作，平衡阀实现对铰接油缸的锁定功能。平衡阀对铰接油缸起保压作用。

所述回油路一和回油路二分别依次通过电磁球阀、溢流阀与主回油路连通。

为了实现矩形盾构四个方向的调向功能，控制器实现对8组油路控制单元的铰接油缸进行任意分组，达到精确调向，且实现让铰接油缸在任意位置锁定的功能，铰接油缸在矩形盾构截面上的分布位置如图2所示。

矩形盾构主动铰接控制按钮如图3所示，有四个方向的组合伸出动作，分别是左转、右转、上仰和下俯，铰接油缸做伸出动作；同时，相对应这四个方向的伸出组合动作，还有四个回收动作，跟伸出动作相反，在调向时做微调；同时设置有铰接油缸的全伸和全缩按钮。为保证使用的安全，只有按着按钮的时候，对应的铰接油缸才会执行相应的动作，手松开的时候，所有铰接油缸处于锁定状态。

铰接油缸的无杆腔通过电磁球阀4连接到回油路二42上面，铰接油缸的有杆腔通过电磁球阀3连接到回油路一41上面，回油路一41通过电磁球阀M和溢流阀N连接到主回油路T上，回油路二42通过电磁球阀X和溢流阀Y连接到主回油路T上。电磁球阀M和X有连锁条件，当电磁球阀3、7、11、15、19、23、27、31任意一个得电换向时，电磁球阀M得电；当电磁球阀4、8、12、16、20、24、28、32任意一个得电换向时，电磁球阀N得电。溢流阀N和Y在回油路上起背压作用，让油缸的随动更稳定。

以左转为例，如图2所示，矩形盾构需要左转时，其中，G和H组油路控制单元的铰接油缸处于锁定状态，A、B、E、F组油路控制单元的铰接油缸处于随动状态，C、D两组油路控制单元的铰接油缸做伸出动作。按图3中的左转按钮，图1中油源P通电磁换向阀的进油口，三位四通电磁换向阀9和13的左位得电换向，油液经平衡阀10和14的右位进35和36两组铰接油缸的无杆腔，铰接油缸伸出，有杆腔的油液通过平衡阀10和14的左位分别到达电磁换向阀9和13的回油口，最终回到主回油路T上。同时，油路控制单元G和H的电磁阀、平衡阀等所有阀都处失电状态，平衡阀对39和40组铰接油缸处于锁定状态。主回油路T上的油液经过中位为Y型机能的三位四通电磁换向阀1、5、17、21进平衡阀2、6、18、22的右位，再分别到33、34、37、38组的铰接油缸组的无杆腔，电磁球阀3、7、19、23得电，这四组铰接油缸的有杆腔油液分别通过电磁球阀3、7、19、23回到回油路41上面，回油由41通过电磁球阀M和溢流阀N回到主回油路T上，油路控制单元A、B、E、F组的铰接油缸实现随动伸出功能。

如图2所示，矩形盾构需要左回收时，其中，G和H组油路控制单元的铰接油缸处于锁定状态，A、B、E、F组油路控制单元的铰接油缸处于随动状态，C、D两组油路控制单元的铰接油缸做缩回动作。按图3中的左回收按钮，图1中油源P通电磁换向阀的进油口，三位四通电磁换向阀9和13的右位得电换向，油液经平衡阀10和14的左位进35和36两组铰接油缸的有杆腔，铰接油缸缩回，有杆腔的油液通过平衡阀10和14的右位分别到达电磁换向阀9和13的回油口，最终回到主回油路T上。同时，油路控制单元G和H的所有阀都处失电状态，平衡阀对39和40组铰接油缸处于锁定状态。主回油路T上的油液经过中位为Y型机能的三位四通电磁换向阀1、5、17、21进平衡阀2、6、18、22的左位，再分别到33、34、37、38组的铰接油缸的有杆腔，电磁球阀4、8、20、24得电，这四组铰接油缸的无杆腔油液分别通过电磁球阀4、8、20、24回到回油路42上面，回油由42通过电磁球阀X和溢流阀Y回到主回油路T上，油路控制单元A、B、E、F组的铰接油缸实现随动缩回功能。

本实用新型可以方便快捷的实现矩形盾构的四个组合伸出动作，即左转、右转、上仰、下俯，和四个组合缩回动作，即左回收、右回收、上回收、下回收。全伸模式时，所有三位四通电磁换向阀左位得电，油液进油缸的无杆腔，有杆腔油液回主回油路，所有油缸做伸出动作；全缩模式时，所有三位四通电磁换向阀右位得电，油液进油缸的有杆腔，无杆腔油液回主回油路，所有油缸做缩回动作。

本实用新型并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。

Claims

1.一种矩形盾构主动铰接控制系统，包含油泵站、控制模块和铰接油缸组，其特征在于：控制模块包含控制器、行程传感器及与控制器连接的N个油路控制单元，N个油路控制单元的出油口分别与N组铰接油缸的进油口连通，N均为大于1的自然数，所述油路控制单元包含电磁换向阀和电子球阀，油泵站的输出油管与电磁换向阀的进油口连通，电磁换向阀的第一出油口与对应铰接油缸组的无杆腔连通，电磁换向阀的第二出油口与该铰接油缸组的有杆腔连通，电磁换向阀的回油口与油泵站的主回油路连通，该铰接油缸组的有杆腔通过电磁球阀与回油路一连通，该铰接油缸的无杆腔通过电磁球阀与回油路二连通，回油路一和回油路二分别与主回油路连通。

2.根据权利要求1所述的矩形盾构主动铰接控制系统，其特征在于：每个铰接油缸组含有M个铰接油缸，M个铰接油缸的有杆腔并接在一起形成该组铰接油缸的有杆腔，其无杆腔并接在一起形成该组铰接油缸的无杆腔，M为大于1的自然数。

3.根据权利要求2所述的矩形盾构主动铰接控制系统，其特征在于：控制模块依次包含8个油路控制单元，分别为：A、B、C、D、E、F、G、H，行程传感器设置于分别与B、D、E、G油路控制单元连接的铰接油缸上。

4.根据权利要求1所述的矩形盾构主动铰接控制系统，其特征在于：电磁换向阀的第一出油口通过平衡阀与对应铰接油缸组的无杆腔连通，电磁换向阀的第二出油口通过平衡阀与该铰接油缸组的有杆腔连通。

5.根据权利要求1所述的矩形盾构主动铰接控制系统，其特征在于：所述回油路一和回油路二分别依次通过电磁球阀、溢流阀与主回油路连通。