管片拼裝提升運動快速同步液壓系統技術方案

本發明專利技術公開了一種管片拼裝提升運動快速同步液壓系統。它包括調速閥、分流閥、油箱、四通伺服方向閥、同步控制器和2個結構相同的提升液壓支路；結構相同的提升液壓支路，均包括兩位四通電磁換向閥、兩個平衡閥、提升液壓缸和位移傳感器。在盾構管片升降過程中，通過分流閥進行流量的平均分配，實現提升液壓缸的低精度同步，同時同步控制器不斷檢測兩個提升液壓缸的位移，并通過四通伺服方向閥調整兩個提升液壓缸的輸入流量，補償兩個提升液壓缸的位置偏差，實現高精度同步；在提升液壓缸伸出過程中，通過兩位四通電磁換向閥將提升液壓缸切換至差動模式，提高了伸出速度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種盾構管片拼裝提升運動液壓系統，尤其涉及一種可實現提升缸高度同步與管片高速升降的盾構管片拼裝提升運動快速同步液壓系統。
技術介紹
管片拼裝機是盾構裝備系統的關鍵子系統之一，它是在盾構推進一環后將混凝土管片拼裝成隧道襯砌，用于穩定開挖的隧道，并為盾構推進提供支撐點，管片拼裝質量的好壞直接關系到隧道施工質量，同時也影響到盾構推進過程中姿態的調整。管片在砌成環形內壁過程中，需要由底部移至隧道內壁特定位置處且需在拼砌過程中多次微調，因此管片拼裝機一般能實現六個自由度的無干涉拼裝動作。管片拼裝機一般包括回轉機構、提升機構、水平機構、擺動機構和姿態機構，來實現管片的六自由度操作。提升機構主要完成管片的徑向定位，在管片拼裝過程中，提升液壓缸需要在多個特定角度進行伸縮，傳統的液壓系統一般由變量泵供油，比例方向閥控制兩個并聯的提升液壓缸，兩個提升液壓缸在裝配上存在一定的平行度誤差，以及提升工況的變動性，造成兩個提升液壓缸的負載不同，引起兩個提升液壓缸的伸縮量的不同，不同的伸縮量會造成管片的姿態誤差甚至提升機構的變形；且提升液壓缸有桿腔與無桿腔有效作用面積不同，造成提升液壓缸的伸縮控制性能具有較大差異，液壓缸伸出速度低于縮回速度，引起拼裝速度下降。
技術實現思路
為了克服現有盾構管片拼裝提升運動液壓系統對同步性沒有控制措施和拼裝速度慢的不足，本專利技術的目的在于提供一種盾構管片拼裝提升運動快速同步液壓系統，該系統不僅可以實現提升缸的高度同步而且可以實現管片的高速升降。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是 本專利技術包括調速閥、分流閥、油箱、四通伺服方向閥、同步控制器、2個結構相同的提升液壓支路；調速閥的進油口與系統主油路相連，調速閥的出油口、分流閥的2P油口和四通伺服方向閥的4P油口相連，分流閥的2A油口、四通伺服方向閥的4A油口和一個提升液壓支路的進油口相連，分流閥的2B油口、四通伺服方向閥的4B油口和另一個提升液壓支路的進油口相連，四通伺服方向閥的4T油口與油箱相連，四通伺服方向閥的信號輸入端與同步控制器的信號輸出端相連，同步控制器的一個信號輸入端與一個提升液壓支路的位移傳感器信號輸出端相連，同步控制器的另一個信號輸入端與另一個提升液壓支路的位移傳感器信號輸出端相連。所述的結構相同的提升液壓支路，均包括無桿腔側平衡閥、兩位四通電磁換向閥、有桿腔側平衡閥、提升液壓缸、位移傳感器；無桿腔側平衡閥的控制油口、分流閥的2A油口、四通伺服方向閥的4A油口、兩位四通電磁換向閥的7A油口、有桿腔側平衡閥的控制油口和有桿腔側平衡閥的進油口相連，無桿腔側平衡閥的進油口與油箱相連，無桿腔側平衡閥的出油口與兩位四通電磁換向閥的7B油口相連，兩位四通電磁換向閥的7P油口與提升液壓缸的無桿腔相連，兩位四通電磁換向閥的7T油口與油箱相連，有桿腔側平衡閥的出油口與提升液壓缸的有桿腔相連，提升液壓缸與位移傳感器固連，位移傳感器的信號輸出端與同步控制器的一個信號輸入端相連。所述的提升液壓缸，無桿腔有效作用面積與有桿腔有效作用面積之比為2比I。本專利技術具有的有益效果是 在盾構管片升降過程中，通過分流閥進行流量的平均分配，實現提升液壓缸的低精度同步，同時同步控制器不斷檢測兩個提升液壓缸的位移，并通過四通伺服方向閥調整兩個提升液壓缸的輸入流量，補償兩個提升液壓缸的位置偏差，實現高精度同步；在提升液壓缸伸出過程中，通過兩位四通電磁換向閥將提升液壓缸切換至差動模式，提高了伸出速度。附圖說明圖1是本專利技術的液壓系統原理圖。圖中1、調速閥，2、分流閥，3、油箱，4、四通伺服方向閥，5、同步控制器，6、無桿腔側平衡閥，7、兩位四通電磁換向閥，8、有桿腔側平衡閥，9、提升液壓缸，10、位移傳感器。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。本專利技術包括調速閥1、分流閥2、油箱3、四通伺服方向閥4、同步控制器5、2個結構相同的提升液壓支路；調速閥I的進油口與系統主油路相連，調速閥I的出油口、分流閥2的2P油口和四通伺服方向閥4的4P油口相連，分流閥2的2A油口、四通伺服方向閥4的4A油口和一個提升液壓支路的進油口相連，分流閥2的2B油口、四通伺服方向閥4的4B油口和另一個提升液壓支路的進油口相連，四通伺服方向閥4的4T油口與油箱3相連，四通伺服方向閥4的信號輸入端與同步控制器5的信號輸出端相連，同步控制器5的一個信號輸入端與一個提升液壓支路的位移傳感器信號輸出端相連，同步控制器5的另一個信號輸入端與另一個提升液壓支路的位移傳感器信號輸出端相連。所述的結構相同的提升液壓支路，均包括無桿腔側平衡閥6、兩位四通電磁換向閥7、有桿腔側平衡閥8、提升液壓缸9、位移傳感器10 ;無桿腔側平衡閥6的控制油口、分流閥2的2A油口、四通伺服方向閥4的4A油口、兩位四通電磁換向閥7的7A油口、有桿腔側平衡閥8的控制油口和有桿腔側平衡閥8的進油口相連，無桿腔側平衡閥6的進油口與油箱3相連，無桿腔側平衡閥6的出油口與兩位四通電磁換向閥7的7B油口相連，兩位四通電磁換向閥7的7P油口與提升液壓缸9的無桿腔相連，兩位四通電磁換向閥7的7T油口與油箱3相連，有桿腔側平衡閥8的出油口與提升液壓缸9的有桿腔相連，提升液壓缸9與位移傳感器10固連，位移傳感器10的信號輸出端與同步控制器5的一個信號輸入端相連。所述的提升液壓缸9，無桿腔有效作用面積與有桿腔有效作用面積之比為2比I。本專利技術的工作原理如下 壓力油液由主油路進入調速閥I的進油口，調速閥I根據輸入信號通過出油口輸出相應流量的壓力油液，輸出的壓力油液進入分流閥2的2P油口和四通伺服方向閥4的4P油口，部分壓力油液從分流閥2的2A油口流出，進入一個提升液壓支路的進油口與四通伺服方向閥4的4A油口，相同流量的壓力油液從分流閥2的2B油口流出，進入另一個提升液壓支路的進油口與四通伺服方向閥4的4B油口，四通伺服方向閥4根據輸入信號對4A油口與4B油口的壓力油液進行補充或釋放；同步控制器5通過兩個輸入端接收來自兩個提升液壓支路的位移信號，根據這兩個位移信號的偏差進行控制運算，通過輸出端將控制信號傳遞給四通伺服方向閥4的信號輸入端。提升液壓缸伸出過程，兩個結構相同的提升液壓支路具有相同的工作原理來自提升液壓支路進油口的壓力油液進入無桿腔側平衡閥6的控制油口、兩位四通電磁換向閥7的7A油口、有桿腔側平衡閥8的控制油口和有桿腔側平衡閥8的進油口，兩位四通電磁換向閥7失電，壓力油液由兩位四通電磁換向閥7的7P油口流出，進入提升液壓缸9的無桿腔，提升液壓缸9在壓力油液作用下伸出，并通過有桿腔側油口輸出壓力油液，輸出的壓力油液進入有桿腔側平衡閥8的出油口，有桿腔側平衡閥8在控制油口的高壓油液作用下處于節流機能位，通過進油口將壓力油液輸出，輸出的壓力油液與來自提升液壓支路的進油口的壓力油匯合。提升液壓缸縮回過程，兩個結構相同的提升液壓支路具有相同的工作原理來自提升液壓支路進油口的壓力油液進入無桿腔側平衡閥6的控制油口、兩位四通電磁換向閥7的7A油口、有桿腔側平衡閥8的控制油口和有桿腔側平衡閥8的進油口，壓力油液由有桿腔側平衡閥8的出油口流出，進入提升液壓缸9的有桿腔，提升液壓缸9在壓力油液作用下縮回，并通過無桿腔側油口輸出低壓油液，輸出低壓油液本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種管片拼裝提升運動快速同步液壓系統，其特征在于：包括調速閥（1）、分流閥（2）、油箱（3）、四通伺服方向閥（4）、同步控制器（5）、2個結構相同的提升液壓支路；調速閥（1）的進油口與系統主油路相連，調速閥（1）的出油口、分流閥（2）的2P油口和四通伺服方向閥（4）的4P油口相連，分流閥（2）的2A油口、四通伺服方向閥（4）的4A油口和一個提升液壓支路的進油口相連，分流閥（2）的2B油口、四通伺服方向閥（4）的4B油口和另一個提升液壓支路的進油口相連，四通伺服方向閥（4）的4T油口與油箱（3）相連，四通伺服方向閥（4）的信號輸入端與同步控制器（5）的信號輸出端相連，同步控制器（5）的一個信號輸入端與一個提升液壓支路的位移傳感器信號輸出端相連，同步控制器（5）的另一個信號輸入端與另一個提升液壓支路的位移傳感器信號輸出端相連。

【技術特征摘要】
1.一種管片拼裝提升運動快速同步液壓系統，其特征在于包括調速閥(I)、分流閥(2)、油箱(3)、四通伺服方向閥(4)、同步控制器(5)、2個結構相同的提升液壓支路；調速閥(I)的進油口與系統主油路相連，調速閥(I)的出油口、分流閥(2)的2P油口和四通伺服方向閥(4)的4P油口相連，分流閥(2)的2A油口、四通伺服方向閥(4)的4A油口和一個提升液壓支路的進油口相連，分流閥(2)的2B油口、四通伺服方向閥(4)的4B油口和另一個提升液壓支路的進油口相連，四通伺服方向閥(4)的4T油口與油箱(3)相連，四通伺服方向閥(4)的信號輸入端與同步控制器(5)的信號輸出端相連，同步控制器(5)的一個信號輸入端與一個提升液壓支路的位移傳感器信號輸出端相連，同步控制器(5)的另一個信號輸入端與另一個提升液壓支路的位移傳感器信號輸出端相連。2.根據權利要求1所述的一種管片拼裝提升運動快速同步液壓系統，其特征在于所述的結構相同的提升液壓支路，均包括無桿...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龔國芳，楊旭，楊華勇，王林濤，彭雄斌，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：