CN111894938B - 掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机 - Google Patents
掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111894938B CN111894938B CN202010770974.3A CN202010770974A CN111894938B CN 111894938 B CN111894938 B CN 111894938B CN 202010770974 A CN202010770974 A CN 202010770974A CN 111894938 B CN111894938 B CN 111894938B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oil cylinder
- valve
- cylinder
- articulated
- electromagnetic directional
- 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.)
- Active
Links
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 174
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
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
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
-
- 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
-
- 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
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
-
- 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
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
-
- 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
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
- F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机。液压控制系统包括油缸控制组件。油缸控制组件包括在水平方向上并列设置的第一油缸组和第二油缸组,还包括第一电磁换向阀和第二电磁换向阀。第一油缸组中包括第一铰接油缸,第二油缸组中包括第二铰接油缸;第一铰接油缸的有杆腔和无杆腔分别连接第一电磁换向阀的两个油缸接口;第二铰接油缸的有杆腔和无杆腔分别连接第二电磁换向阀的两个油缸接口。第一电磁换向阀的进油口和第二电磁换向阀的进油口均连接于液压泵的出口,液压泵的进口连接于油箱。在掘进机中,第一油缸组和第二油缸组设置在两个盾体之间,由于第一铰接油缸和第二铰接油缸的长度可以分别主动调节,可保证水平调向的范围。
Description
技术领域
本发明涉及液压技术领域,具体涉及一种掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机。
背景技术
在我国,地铁、公路、铁路以及引水等基础工程需要通过盾构法修建许多隧道,隧道在设计时水平方向存在一定的曲线半径,而在某些地段,隧道水平曲线半径相对较小时,例如,直径达6米至7米,且水平曲线半径为50米,传统的采用被动铰接等结构的掘进机难以满足工程要求。
因此,如何扩大水平调向的范围,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种掘进机主动铰接液压控制系统,能够扩大掘进机的水平调向的范围。本发明的另一目的是提供一种包括上述掘进机主动铰接液压控制系统的掘进机,其水平调向的范围较大。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种掘进机主动铰接液压控制系统,包括油缸控制组件,所述油缸控制组件包括在水平方向上并列设置的第一油缸组和第二油缸组,所述第一油缸组中包括第一铰接油缸,所述第二油缸组中包括第二铰接油缸;所述油缸控制组件还包括第一电磁换向阀和第二电磁换向阀,所述第一铰接油缸的有杆腔和无杆腔分别连接所述第一电磁换向阀的两个油缸接口,以控制所述第一铰接油缸的活塞杆在前后方向上的伸缩;所述第二铰接油缸的有杆腔和无杆腔分别连接所述第二电磁换向阀的两个油缸接口,以控制所述第二铰接油缸的活塞杆在前后方向上的伸缩;所述第一电磁换向阀的进油口和所述第二电磁换向阀的进油口均连接于液压泵的出口,所述液压泵的进口连接于油箱。
优选地,所述油缸控制组件还包括升压电磁阀;所述升压电磁阀的进口连接于所述液压泵,出口连接于所述第一铰接油缸的无杆腔和所述第二铰接油缸的无杆腔;所述升压电磁阀在所述第一铰接油缸的无杆腔和所述第二铰接油缸的无杆腔的压力低于设定压力时变为通路状态。
优选地,所述升压电磁阀经减压阀连接所述第一铰接油缸的无杆腔和所述第二铰接油缸的无杆腔。
优选地,所述第一油缸组中,多个所述第一铰接油缸由上至下依次设置,且位于上侧的所述第一铰接油缸的最大伸缩量大于位于下侧的所述第一铰接油缸的最大伸缩量;所述第二油缸组中,多个所述第二铰接油缸由上至下依次设置,且位于上侧的所述第二铰接油缸的最大伸缩量大于位于下侧的所述第二铰接油缸的最大伸缩量。
优选地,所述第一油缸组中,各所述第一铰接油缸沿着第一预设弧线方向依次设置;所述第二油缸组中,各所述第二铰接油缸沿着第二预设弧线方向依次设置;所述第一预设弧线与所述第二预设弧线构成一个圆心线水平的圆形。
优选地,所述第一铰接油缸的无杆腔与所述第一电磁换向阀之间连接有第一溢流阀,所述第二铰接油缸的无杆腔与所述第二电磁换向阀之间连接有第二溢流阀。
优选地,所述第一溢流阀通过第一平衡阀连接于所述第一电磁换向阀;所述第一铰接油缸的有杆腔通过第二平衡阀连接于所述第一电磁换向阀;所述第二溢流阀通过第三平衡阀连接于所述第二电磁换向阀;所述第二铰接油缸的有杆腔通过第四平衡阀连接于所述第二电磁换向阀。
优选地,所述第一平衡阀与所述第一铰接油缸的无杆腔之间连接有第一无杆腔单向阀,且所述第一无杆腔单向阀的输出方向朝向所述第一铰接油缸的无杆腔;所述第三平衡阀与所述第二铰接油缸的无杆腔之间连接有第二无杆腔单向阀,且所述第二无杆腔单向阀的输出方向朝向所述第二铰接油缸的无杆腔。
优选地,所述液压泵依次经过滤器、泵单向阀连接于所述第一电磁换向阀的进油口和所述第二电磁换向阀的进油口。
一种掘进机,包括沿前后方向设置的三个盾体,还包括如上所述的掘进机主动铰接液压控制系统,每相邻两个所述盾体之间分别设有所述油缸控制组件,所述第一铰接油缸和所述第二铰接油缸的前后两端分别连接于两个相邻的所述盾体。
本发明提供的掘进机主动铰接液压控制系统,包括油缸控制组件,油缸控制组件包括在水平方向上并列设置的第一油缸组和第二油缸组,还包括第一电磁换向阀和第二电磁换向阀。第一油缸组中包括第一铰接油缸,第二油缸组中包括第二铰接油缸;第一铰接油缸的有杆腔和无杆腔分别连接第一电磁换向阀的两个油缸接口,以控制第一铰接油缸的活塞杆在前后方向上的伸缩;第二铰接油缸的有杆腔和无杆腔分别连接第二电磁换向阀的两个油缸接口,以控制第二铰接油缸的活塞杆在前后方向上的伸缩;第一电磁换向阀的进油口和第二电磁换向阀的进油口均连接于液压泵的出口,液压泵的进口连接于油箱。
在应用于掘进机时,第一油缸组和第二油缸组设置在两个盾体之间,由于第一铰接油缸和第二铰接油缸的长度可以分别主动调节,能够保证水平调向的范围。更优选地,在前盾与中盾、中盾与盾尾之间各设置一套油缸控制组件,使掘进机主动铰接液压控制系统在掘进机中构成主动铰接液压控制系统,可以进一步扩大水平调向的范围,例如,可以在水平调向曲线半径为50米的工况时提供调向扭矩。
本发明提供的包括上述掘进机主动铰接液压控制系统的掘进机,其水平调向的范围较大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供掘进机主动铰接液压控制系统的连接图;
图2为本发明所提供掘进机主动铰接液压控制系统中油缸的排布图;
图3为本发明所提供掘进机中前后两个掘进机主动铰接液压控制系统的连接图;
图4为本发明所提供掘进机的剖面图;
图5为图4的A-A剖视图;
图6为图4的B-B剖视图。
附图标记:
电机1,联轴器2,液压泵3,安全阀4,过滤器5,泵单向阀6,第一电磁换向阀7,第一平衡阀8,第二平衡阀9,升压电磁阀10,减压阀11,第一无杆腔单向阀12,第一溢流阀13,第一升压单向阀14,第二无杆腔单向阀15,第二溢流阀16,第二升压单向阀17,第二铰接油缸18,第一铰接油缸19,第二电磁换向阀20,第三平衡阀21,第四平衡阀22,前盾23,中盾24,盾尾25,前油缸控制组件26,后油缸控制组件27。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明的核心是提供一种掘进机主动铰接液压控制系统,能够扩大掘进机的水平调向的范围。本发明的另一核心是提供一种包括上述掘进机主动铰接液压控制系统的掘进机,其水平调向的范围较大。
需要说明的是,当元件被称为“固定”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外,如无特别说明,“多个”指至少两个。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
本发明所提供掘进机主动铰接液压控制系统的一种具体实施例中,包括油缸控制组件,油缸控制组件具体包括第一油缸组和第二油缸组。第一油缸组中包括第一铰接油缸19,第二油缸组中包括第二铰接油缸18。第一油缸组和第二油缸组在水平方向上并列设置,如图2所示,在水平方向上,第一油缸组设置在左侧,第二油缸组设置在右侧。
油缸控制组件还包括第一电磁换向阀7和第二电磁换向阀20。如图1所示,在一个油缸控制组件中,第一铰接油缸19的有杆腔和无杆腔分别连接第一电磁换向阀7的两个油缸接口,以控制第一铰接油缸19的活塞杆在前后方向上的伸缩;第二铰接油缸18的有杆腔和无杆腔分别连接第二电磁换向阀20的两个油缸接口,以控制第二铰接油缸18的活塞杆在前后方向上的伸缩。第一电磁换向阀7的进油口和第二电磁换向阀20的进油口均连接于液压泵3的出口,液压泵3的进口连接于油箱。液压泵3具体为定量液压泵。通过第一电磁换向阀7和第二电磁换向阀20的不同得电组合,可以使得第一铰接油缸19和第二铰接油缸18出现不同动作,满足掘进机不同的调向要求。
当然,根据实际需要,该掘进机主动铰接液压控制系统中还包括阀组、泵组以及除了第一油缸组和第二油缸组之外的其他油缸。另外,根据需要,掘进机中设置油缸控制组件的数量可以按需设置,例如一个,或者,沿着前后方向依次设置两个,另外,如图3所示,各油缸控制组件可以共用液压泵3、电机1和油箱。
在应用于掘进机时,第一油缸组和第二油缸组设置在两个盾体之间,由于第一铰接油缸19和第二铰接油缸18的长度可以分别主动调节,能够保证水平调向的范围,更优选地,在前盾与中盾、中盾与盾尾之间各设置一套油缸控制组件,使掘进机主动铰接液压控制系统在掘进机中构成主动铰接液压控制系统,可以进一步扩大水平调向的范围,例如,可以在水平调向曲线半径为50米的工况时提供调向扭矩。
进一步地,油缸控制组件还包括升压电磁阀10。升压电磁阀10的进口连接于液压泵3,出口连接于第一铰接油缸19的无杆腔和第二铰接油缸18的无杆腔。升压电磁阀10在第一铰接油缸19的无杆腔和第二铰接油缸18的无杆腔的压力低于设定压力时变为通路状态。升压电磁阀10能够对第一铰接油缸19的无杆腔和第二铰接油缸18的无杆腔进行补油升压。通过升压电磁阀10的设置,使得第一铰接油缸19和第二铰接油缸18除了能够在调向时提供动力外,油缸的刚度能够得到提高,以作为刚体传递推力。通过控制铰接油缸,使铰接油缸传递推力,可以防止掘进机中的其他铰接机械结构受力损坏。具体地,升压电磁阀10为电磁球阀。
进一步地,升压电磁阀10经减压阀11连接第一铰接油缸19的无杆腔和第二铰接油缸18的无杆腔,减压阀11能够限制第一铰接油缸19无杆腔和第二铰接油缸18无杆腔的补油压力。更具体地,减压阀11通过第一升压单向阀14连接第一铰接油缸19的无杆腔,以保证补油升压的油进入第一铰接油缸19无杆腔。减压阀11通过第二升压单向阀17连接第二铰接油缸18的无杆腔,以保证补油升压的油进入第二铰接油缸18无杆腔。
进一步地,第一油缸组中,多个第一铰接油缸19由上至下依次设置,位于上侧的第一铰接油缸19的最大伸缩量大于位于下侧的第一铰接油缸19的最大伸缩量。第二油缸组中,多个第二铰接油缸18由上至下依次设置,位于上侧的第二铰接油缸18的最大伸缩量大于位于下侧的第二铰接油缸18的最大伸缩量。通过上下油缸最大伸缩量的不同,使得第一铰接油缸19和第二铰接油缸18能够相配合以进行盾体竖直方向的调向,为掘进机在竖直方向调向时提供扭矩,可保证水平及竖直调向的范围。具体如图2所示,第一油缸组中,各第一铰接油缸19沿着第一预设弧线方向依次设置。第二油缸组中,各第二铰接油缸18沿着第二预设弧线方向依次设置。第一预设弧线与第二预设弧线构成一个圆心线水平的圆形,与盾体形状的适应性较好,有利于保证盾体受力均匀。更具体地,第一铰接油缸19与第二铰接油缸18可以均匀设置。
其中,铰接油缸的最大伸缩量的设置,可以通过设定活塞杆的行程实现,或者通过掘进机的其他机械结构约束实现。
进一步地,第一铰接油缸19的无杆腔与第一电磁换向阀7之间连接有第一溢流阀13,第一溢流阀13的作用是为第一铰接油缸19缩回时提供背压。第二铰接油缸18的无杆腔与第二电磁换向阀20之间连接有第二溢流阀16,第二溢流阀16的作用是为第二铰接油缸18缩回时提供背压。通过第一溢流阀13和第二溢流阀16来提高第一铰接油缸19和第二铰接油缸18缩回时无杆腔的背压,以达到防止铰接油缸缩回过快、掘进机土仓压力失衡的作用。
进一步地,第一溢流阀13通过第一平衡阀8连接于第一电磁换向阀7,第一平衡阀8的作用是锁定第一铰接油缸19无杆腔的压力,同时限制第一铰接油缸19无杆腔的压力过高。第一铰接油缸19的有杆腔通过第二平衡阀9连接于第一电磁换向阀7,第二平衡阀9的作用是锁定第一铰接油缸19有杆腔的压力,同时限制第一铰接油缸19有杆腔的压力过高。第二溢流阀16通过第三平衡阀21连接于第二电磁换向阀20,第三平衡阀21的作用是锁定第二电磁换向阀20无杆腔的压力,同时限制第二电磁换向阀20无杆腔的压力过高。第二铰接油缸18的有杆腔通过第四平衡阀22连接于第二电磁换向阀20,第四平衡阀22的作用是锁定第二电磁换向阀20有杆腔的压力,同时限制第二电磁换向阀20有杆腔的压力过高。又或者,本实施例中各平衡阀可以替换为液控单向阀和溢流阀。
进一步地,第一平衡阀8与第一铰接油缸19的无杆腔之间连接有第一无杆腔单向阀12,且第一无杆腔单向阀12的输出方向朝向第一铰接油缸19的无杆腔,以使液压泵3的高压油进入第一铰接油缸19的无杆腔。第三平衡阀21与第二铰接油缸18的无杆腔之间连接有第二无杆腔单向阀15,且第二无杆腔单向阀15的输出方向朝向第二铰接油缸18的无杆腔,以使液压泵3的高压油进入第二铰接油缸18的无杆腔。
当然,在其他实施例中,第一无杆腔单向阀12与第一溢流阀13可以替换为单向溢流阀或单向顺序阀。第二无杆腔单向阀15与第二溢流阀16可以替换为单向溢流阀或单向顺序阀。
进一步地,液压泵3依次经过滤器5、泵单向阀6连接于第一电磁换向阀7的进油口和第二电磁换向阀20的进油口,过滤器5可以对液压泵3的油液进行过滤,保护液压阀等液压元件,泵单向阀6的作用是防止油液倒流回液压泵3。另外,液压泵3通过联轴器2连接于电机1,电机1用于为铰接系统所需油源提供动力,液压泵3为第一铰接油缸19和第二铰接油缸18提供液压油,联轴器2用于将电机1的动力传递给液压泵3。液压泵3还连接安全阀4,安全阀4是限制液压泵3的出口压力,防止压力过高损坏液压泵3。
本实施例所提供掘进机主动铰接液压控制系统的伸缩控制原理如下:
(1)第一铰接油缸19伸出:
液压泵3出来的高压油经过过滤器5、泵单向阀6、第一电磁换向阀7的进油口P到油缸接口A通道、第一平衡阀8的单向阀通道、第一无杆腔单向阀12进入第一铰接油缸19的无杆腔,使第一铰接油缸19伸出,第一铰接油缸19有杆腔的油通过第二平衡阀9、第一电磁换向阀7的油缸接口B到进油口T通道回油箱。
(2)第一铰接油缸19缩回:
液压泵3出来的高压油经过过滤器5、泵单向阀6、第一电磁换向阀7的进油口P到油缸接口B通道、第二平衡阀9的单向阀通道进入第一铰接油缸19的有杆腔,使第一铰接油缸19缩回,第一铰接油缸19无杆腔的油通过第一溢流阀13、第一平衡阀8、第一电磁换向阀7的油缸接口A到进油口T通道回油箱。
(3)第二铰接油缸18伸出:
液压泵3出来的高压油经过过滤器5、泵单向阀6、第二电磁换向阀20的进油口P到油缸接口A通道、第三平衡阀21的单向阀通道、第二无杆腔单向阀15进入第二铰接油缸18的无杆腔,使第二铰接油缸18伸出,第二铰接油缸18有杆腔的油通过第四平衡阀22、第二电磁换向阀20的油缸接口B到进油口T通道回油箱。
(4)第二铰接油缸18缩回:
液压泵3出来的高压油经过过滤器5、泵单向阀6、第二电磁换向阀20的进油口P到油缸接口B通道、第四平衡阀22的单向阀通道进入第二铰接油缸18的有杆腔,使第二铰接油缸18缩回,第二铰接油缸18无杆腔的油通过第二溢流阀16、第三平衡阀21、第二电磁换向阀20的油缸接口A到进油口T通道回油箱。
本实施例所提供掘进机主动铰接液压控制系统在应用于掘进机时的工作原理如下:
一、掘进机在开挖直径在6米至7米,水平调向曲线半径为50米的工况时调向:
(1)掘进机在水平方向向右调向,此时液压泵3启动提供压力油,第一电磁换向阀7右侧得电,第二电磁换向阀20左侧得电。第一铰接油缸19伸出,第二铰接油缸18缩回,掘进机的姿态就会向右调向。
(2)掘进机在水平方向向左调向,此时液压泵3启动提供压力油,第一电磁换向阀7左侧得电,第二电磁换向阀20右侧得电。第二铰接油缸18伸出,第一铰接油缸19缩回,掘进机的姿态就会向左调向。
二、掘进机竖直方向调向:
(1)掘进机在竖直方向向上调向,此时液压泵3启动提供压力油,第一电磁换向阀7左侧得电,第二电磁换向阀20左侧得电。第一铰接油缸19缩回,第二铰接油缸18缩回。但是,由于铰接机械结构限制,上半部分的第一铰接油缸19和上半部分的第二铰接油缸18缩回量大于下半部分,因此掘进机的姿态就会向上调向。
(2)掘进机在竖直方向向下调向,此时液压泵3启动提供压力油,第一电磁换向阀7右侧得电,第二电磁换向阀20右侧得电。第一铰接油缸19伸出,第二铰接油缸18伸出。但是由于铰接机械结构限制,上半部分的第一铰接油缸19和上半部分的第二铰接油缸18的伸出量大于下半部分,因此掘进机的姿态就会向下调向。
三、掘进机在掘进时通过铰接油缸传递推力:
掘进机在掘进时,需要通过铰接油缸,将推力向前传递,从而防止其他铰接机械结构受力损坏。当第一铰接油缸19和第二铰接油缸18无杆腔压力低于一定值时,此时升压电磁阀10得电,液压泵3出来的高压油经过过滤器5、泵单向阀6、升压电磁阀10、减压阀11、第一升压单向阀14进入第一铰接油缸19无杆腔,同时通过第二升压单向阀17进入第二铰接油缸18无杆腔,第一铰接油缸19和第二铰接油缸18无杆腔压力升高,进而油缸的刚性提高,所以掘进机掘进时就会通过铰接油缸将推力向前传递,而不是通过其他铰接机械结构传递推力。
本实施例提供的掘进机主动铰接液压控制系统,通过第一电磁换向阀7和第二电磁换向阀20控制第一铰接油缸19和第二铰接油缸18的伸缩,从而实现掘进机在水平方向调向,在设置双油缸控制组件构成双主动铰接液压控制系统时,能够为掘进机在开挖直径在6米至7米,水平调向曲线半径为50米的工况时提供调向扭矩;通过第一电磁换向阀7和第二电磁换向阀20控制第一铰接油缸19和第二铰接油缸18同时伸或同时缩,能够为掘进机在竖直方向调向时提供扭矩,实现掘进机在竖直方向调向。通过升压电磁阀10提高第一铰接油缸19无杆腔的压力和第二铰接油缸18无杆腔的压力,从而提高铰接油缸的刚度,以实现掘进机在掘进时通过铰接油缸传递推力,而不是通过其他铰接机械结构传递推力,可防止其他铰接机械结构受力损坏。
除了上述掘进机主动铰接液压控制系统,本发明还提供了一种掘进机,该掘进机包括掘进机主动铰接液压控制系统,具体可以为以上任一实施例中提供的掘进机主动铰接液压控制系统,有益效果可以相应参考以上各个实施例。同时,掘进机包括沿前后方向设置的若干个盾体,相邻两个盾体之间均设有油缸控制组件。具体地,盾体为三个,如图4所示,由前至后依次为前盾23、中盾24和盾尾25,前盾和中盾之间设置的前油缸控制组件26,中盾和盾尾之间设置后油缸控制组件27,使得掘进机主动铰接液压控制系统在掘进机中构成主动铰接液压控制系统。所述第一铰接油缸19和所述第二铰接油缸18的前后两端分别连接于两个相邻的盾体。该掘进机中,前油缸控制组件26和后油缸控制组件27均按照上述工作原理进行控制,两个油缸控制组件中相同部件动作可以一致或不一致,通过双主动控制,盾体动作更加灵活,能够进一步扩大调向范围。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种掘进机主动铰接液压控制系统,其特征在于,包括油缸控制组件,所述油缸控制组件包括在水平方向上并列设置的第一油缸组和第二油缸组,所述第一油缸组中包括第一铰接油缸(19),所述第二油缸组中包括第二铰接油缸(18);所述油缸控制组件还包括第一电磁换向阀(7)和第二电磁换向阀(20),所述第一铰接油缸(19)的有杆腔和无杆腔分别连接所述第一电磁换向阀(7)的两个油缸接口,以控制所述第一铰接油缸(19)的活塞杆在前后方向上的伸缩;所述第二铰接油缸(18)的有杆腔和无杆腔分别连接所述第二电磁换向阀(20)的两个油缸接口,以控制所述第二铰接油缸(18)的活塞杆在前后方向上的伸缩;所述第一电磁换向阀(7)的进油口和所述第二电磁换向阀(20)的进油口均连接于液压泵(3)的出口,所述液压泵(3)的进口连接于油箱;
所述第一油缸组中,多个所述第一铰接油缸(19)由上至下依次设置,且位于上侧的所述第一铰接油缸(19)的最大伸缩量大于位于下侧的所述第一铰接油缸(19)的最大伸缩量;所述第二油缸组中,多个所述第二铰接油缸(18)由上至下依次设置,且位于上侧的所述第二铰接油缸(18)的最大伸缩量大于位于下侧的所述第二铰接油缸(18)的最大伸缩量。
2.根据权利要求1所述的掘进机主动铰接液压控制系统,其特征在于,所述油缸控制组件还包括升压电磁阀(10);所述升压电磁阀(10)的进口连接于所述液压泵(3),出口连接于所述第一铰接油缸(19)的无杆腔和所述第二铰接油缸(18)的无杆腔;所述升压电磁阀(10)在所述第一铰接油缸(19)的无杆腔和所述第二铰接油缸(18)的无杆腔的压力低于设定压力时变为通路状态。
3.根据权利要求2所述的掘进机主动铰接液压控制系统,其特征在于,所述升压电磁阀(10)经减压阀(11)连接所述第一铰接油缸(19)的无杆腔和所述第二铰接油缸(18)的无杆腔。
4.根据权利要求1所述的掘进机主动铰接液压控制系统,其特征在于,所述第一油缸组中,各所述第一铰接油缸(19)沿着第一预设弧线方向依次设置;所述第二油缸组中,各所述第二铰接油缸(18)沿着第二预设弧线方向依次设置;所述第一预设弧线与所述第二预设弧线构成一个圆心线水平的圆形。
5.根据权利要求1至4任一项所述的掘进机主动铰接液压控制系统,其特征在于,所述第一铰接油缸(19)的无杆腔与所述第一电磁换向阀(7)之间连接有第一溢流阀(13),所述第二铰接油缸(18)的无杆腔与所述第二电磁换向阀(20)之间连接有第二溢流阀(16)。
6.根据权利要求5所述的掘进机主动铰接液压控制系统,其特征在于,所述第一溢流阀(13)通过第一平衡阀(8)连接于所述第一电磁换向阀(7);所述第一铰接油缸(19)的有杆腔通过第二平衡阀(9)连接于所述第一电磁换向阀(7);所述第二溢流阀(16)通过第三平衡阀(21)连接于所述第二电磁换向阀(20);所述第二铰接油缸(18)的有杆腔通过第四平衡阀(22)连接于所述第二电磁换向阀(20)。
7.根据权利要求6所述的掘进机主动铰接液压控制系统,其特征在于,所述第一平衡阀(8)与所述第一铰接油缸(19)的无杆腔之间连接有第一无杆腔单向阀(12),且所述第一无杆腔单向阀(12)的输出方向朝向所述第一铰接油缸(19)的无杆腔;所述第三平衡阀(21)与所述第二铰接油缸(18)的无杆腔之间连接有第二无杆腔单向阀(15),且所述第二无杆腔单向阀(15)的输出方向朝向所述第二铰接油缸(18)的无杆腔。
8.根据权利要求1至4任一项所述的掘进机主动铰接液压控制系统,其特征在于,所述液压泵(3)依次经过滤器(5)、泵单向阀(6)连接于所述第一电磁换向阀(7)的进油口和所述第二电磁换向阀(20)的进油口。
9.一种掘进机,包括沿前后方向设置的三个盾体,其特征在于,还包括权利要求1至8任一项所述的掘进机主动铰接液压控制系统,每相邻两个所述盾体之间分别设有所述油缸控制组件,所述第一铰接油缸(19)和所述第二铰接油缸(18)的前后两端分别连接于两个相邻的所述盾体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010770974.3A CN111894938B (zh) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | 掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010770974.3A CN111894938B (zh) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | 掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111894938A CN111894938A (zh) | 2020-11-06 |
CN111894938B true CN111894938B (zh) | 2022-03-22 |
Family
ID=73183226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010770974.3A Active CN111894938B (zh) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | 掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111894938B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114857491B (zh) * | 2022-04-12 | 2024-06-07 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种掘进机推进控制系统及掘进机 |
CN115978029A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-04-18 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种用于沉井式掘进机防扭装置的液压控制系统 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1287094C (zh) * | 2004-03-12 | 2006-11-29 | 浙江大学 | 采用比例流量压力复合控制的盾构掘进机液压推进系统 |
CN202707689U (zh) * | 2012-06-25 | 2013-01-30 | 三一重工股份有限公司 | 铰接液压系统及盾构机 |
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 |
CN111350703B (zh) * | 2020-03-11 | 2022-03-25 | 中联恒通机械有限公司 | 一种控制阀组、滑移系统、起竖装置及控制方法 |
-
2020
- 2020-08-04 CN CN202010770974.3A patent/CN111894938B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111894938A (zh) | 2020-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111894938B (zh) | 掘进机主动铰接液压控制系统及掘进机 | |
US7325398B2 (en) | Closed circuit energy recovery system for a work implement | |
US20050066655A1 (en) | Cylinder with internal pushrod | |
EP2925661B1 (en) | Crane | |
US20070227133A1 (en) | Cylinder With Internal Pushrod | |
CN108302090A (zh) | 一种多层芯管二级液压缸及起重机 | |
CN201924601U (zh) | 折叠式臂架结构及具有该折叠式臂架结构的混凝土泵车 | |
CN111188623A (zh) | 盾构机 | |
US3657969A (en) | Hydraulic control system for extensible crane | |
CN203685751U (zh) | 三级等推力液压油缸 | |
CN206839538U (zh) | 具有衬套自定心功能的衬套压头 | |
CN201092859Y (zh) | 隧道掘进机中继、纠偏铰接功能合成装置 | |
US3858396A (en) | Device for feeding a hydraulic load element mounted on a telescopic structure, by means of two jacks | |
CN206368872U (zh) | 一种防止盾构机推进油缸失压的液压回路 | |
CN116062633A (zh) | 一种可变跨距支腿结构及作业机械 | |
CN212455015U (zh) | 一种伸缩机构液压控制系统及其应用的起重设备 | |
CN209890123U (zh) | 随车起重机伸缩臂伸缩装置 | |
CN210029820U (zh) | 随车起重机五节伸缩臂伸缩机构 | |
CN212246018U (zh) | 工程机械设备及支腿液压系统 | |
GB928021A (en) | Steering system for a vehicle having two sections pivotally connected about a vertical steering axis | |
CN218479983U (zh) | 一种驾驶室升降液压系统及挖掘机 | |
CN205956111U (zh) | 液压缸的定点增力与保压结构 | |
CN221296021U (zh) | 一种综合挂弹车的液压控制系统 | |
CN212532093U (zh) | 一种顺序伸缩油缸机构 | |
CN222685567U (zh) | 装载机伸缩臂及其伸缩臂装载机 |
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 |