本实用新型专利技术公开了一种高效高精度流量可控的TBM支撑液压系统。包括高压分区、低压分区、三位四通电液比例换向阀、四个液控单向阀、两个安全阀、两个两位三通电磁换向阀、两个单作用支撑缸、两个位移传感器、两位两通电磁换向阀、比例溢流阀、压力传感器和控制模块；高压分区包括高压油源、两个单向阀、蓄能器、两个截止阀、安全阀、单向节流阀、三位四通电液换向阀和节流阀；低压分区包括低压油源和三位四通电磁换向阀。该系统在快速伸出过程中，通过单作用支撑缸的差动连接，加速单作用支撑缸的伸出；控制高压进油油路和泄油油路的流量，减少液压管路和液压元件的损耗；通过三位四通电液比例换向阀控制提高TBM水平姿态调整精度和施工质量。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种TBM支撑液压系统，尤其涉及一种高效高精度流量可控的TBM支撑液压系统。
技术介绍
TBM支撑液压系统是硬岩掘进设备的关键子系统之一，承担着TBM的支撑围岩的任务，它可以完成快速伸出，高压撑紧，快速退回和调姿四大功能，从而为TBM的推进工作做好准备。现有的TBM支撑液压系统的高压回路在高压进油和泄压的过程中会因为大流量波动和冲击而损坏液压管路；在低压回路中，单作用支撑缸的伸出速度不高；调姿模块中通过三位四通电磁换向阀和可调节流阀来调节单作用支撑缸的有杆腔流量的方式具有调节精度低和承受液压冲击能力弱的缺点。
技术实现思路
为了克服现有TBM支撑液压系统高压回路流量不可控、单作用支撑缸快速伸出速度不高和调姿精度低的不足，本技术的目的在于提供一种高效高精度流量可控的TBM支撑液压系统，该系统采用在高压进油路和泄油油路安装单向节流阀和节流阀来控制流量，采用二位三通电磁换向阀实现单作用支撑缸的差动工作方式，并采用三位四通电液比例换向阀实现高精度调姿。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本技术包括高压分区、低压分区和调姿模块；高压分区内的三位四通电液换向阀的9A出油口与第二液控单向阀的正向油口相连，装有左侧位移传感器的左侧单作用支撑缸和装有右侧位移传感器的右侧单作用支撑缸的无杆腔的油口同时与第二液控单向阀的反向油口相连，左侧两位三通电磁换向阀的16A油口和16B油口分别与第二液控单向阀的反向油口和左侧单作用支撑缸的有杆腔的油口相连，右侧两位三通电磁换向阀的21A油口和21B油口分别和第二液控单向阀的反向油口和右侧单作用支撑缸的有杆腔的油口相连，两位两通电磁换向阀的进油口和出油口分别连接第二液控单向阀的反向油口和比例溢流阀的进油口，比例溢流阀的出油口连接油箱，从而形成高压进油油路；左侧两位三通电磁换向阀的16P油口和右侧两位三通电磁换向阀的21P油口分别与第二安全阀和第三安全阀的进油口相连，第二安全阀和第三安全阀的出油口相连，并与高压分区中的第二单向阀的正向油口相连，从而形成高压回油油路；低压分区中的低压油源与三位四通电磁换向阀的29P油口相连，三位四通电磁换向阀的29B油口与第三液控单向阀的正向油口相连，第三液控单向阀的反向油口和第二液控单向阀反向油口连接，形成低压油路；调姿模块中的三位四通电液比例换向阀的11P油口与高压油源相连，三位四通电液比例换向阀的11A油口与左侧两位三通电磁换向阀的16P油口相连，三位四通电液比例换向阀的11B油口和右侧两位三通电磁换向阀的21P油口相连，从而通过左侧两位三通电磁换向阀的16B油口和右侧两位三通电磁换向阀的21B油口与左侧单作用支撑缸和右侧单作用支撑缸的有杆腔的油口相连，三位四通电液比例换向阀的11T油口与油箱相连；左侧位移传感器和右侧位移传感器的信号口分别与各自控制模块的输入口相连，控制模块的输出口与三位四通电液比例换向阀的信号输入口相连。所述高压分区中的高压油源与第一单向阀的正向油口相连，第一单向阀的反向油口与第二截止阀的进油口相连，第二截止阀的出油口同时与连接蓄能器和第一安全阀的进油口相连，第一截止阀并联于第一安全阀的进油口和出油口，第一截止阀和第一安全阀的出油口连接油箱，单向节流阀的进油口与第一单向阀的反向油口相连，单向节流阀的出油口与三位四通电液换向阀的9P油口相连，第二单向阀的反向油口与三位四通电液换向阀的9B油口相连，三位四通电液换向阀的9T油口与节流阀的进油口相连，节流阀的出油口连接油箱。所述控制模块的两个输入端输入的信号经过第一比较器比较后与第二比较器的一个输入端相连，第二比较器的另一个输入端与设定值模块相连,第二比较器的输出端与PID控制器的输入端相连，PID控制器的输出端是控制器模块的输出端。左侧二位三通电磁换向阀和右侧的二位三通电磁换向阀同时动作，信号均来源于压力传感器；低压进油油路中，左侧二位三通电磁换向阀和右侧的二位三通电磁换向阀均失电，高压进油油路时，左侧二位三通电磁换向阀和右侧的二位三通电磁换向阀均得电。本技术具有的有益效果是：本技术的TBM支撑系统在快速伸出过程中，通过单作用支撑缸的差动连接，加速单作用支撑缸的伸出，提高工作效率；通过控制高压进油油路和泄油油路的流量，减少液压管路和液压元件的损耗；通过三位四通电液比例换向阀的高精度控制来提高TBM水平姿态的调整精度，提高TBM的施工质量。附图说明图1是本技术的液压系统原理图。图中：1、高压油源，2、第一单向阀，3、油箱，4、第一截止阀，5、第二截止阀，6、第一安全阀，7、蓄能器，8、单向节流阀，9、三位四通电液换向阀，10、节流阀，11、三位四通电液比例换向阀，12、第二单向阀，13、第一液控单向阀，14、第二安全阀，15、第二液控单向阀，16、左侧二位三通电磁换向阀，17、左侧单作用支撑缸，18、左侧位移传感器，19、右侧位移传感器，20、右侧单作用支撑缸，21、右侧二位三通电磁换向阀，22、二位二通电磁换向阀，23、比例溢流阀，24、控制模块，25、压力传感器，26、第三液控单向阀，27、第四液控单向阀，28、第三安全阀，29、三位四通电磁换向阀，30、低压油源，31、设定值模块，Ⅰ、高压分区，Ⅱ、低压分区，Ⅲ、调姿模块。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明。如图1所示，本技术包括高压分区Ⅰ、低压分区Ⅱ和调姿模块Ⅲ；高压分区Ⅰ内的三位四通电液换向阀9的9A出油口与第二液控单向阀15的正向油口相连，装有左侧位移传感器18的左侧单作用支撑缸17和装有右侧位移传感器19的右侧单作用支撑缸20的无杆腔的油口同时与第二液控单向阀15的反向油口相连，左侧两位三通电磁换向阀16的16A油口和16B油口分别与第二液控单向阀15的反向油口和左侧单作用支撑缸17的有杆腔的油口相连，右侧两位三通电磁换向阀21的21A油口和21B油口分别和第二液控单向阀15的反向油口和右侧单作用支撑缸20的有杆腔的油口相连，两位两通电磁换向阀22的进油口和出油口分别连接第二液控单向阀15的反向油口和比例溢流阀23的进油口，比例溢流阀23的出油口连接油箱3，从而形成高压进油油路；左侧两位三通电磁换向阀16的16P油口和右侧两位三通电磁换向阀21的21P油口分别与第二安全阀14和第三安全阀28的进油口相连，第二安全阀14和第三安全阀28的出油口相连，并与高压分区Ⅰ中的第二单向阀12的正向油口相连，从而形成高压回油油路；低压分区Ⅱ中的低压油源30与三位四通电磁换向阀29的29P油口相连，三位四通电磁换向阀29的29B油口与第三液控单向阀26的正向油口相连，第三液控单向阀26的反向油口和第二液控单向阀15反向油口连接，形成低压油路；调姿模块Ⅲ中的三位四通电液比例换向阀11的11P油口与高压油源1相连，三位四通电液比例换向阀11的11A油口与左侧两位三通电磁换向阀16的16P油口相连，三位四通电液比例换向阀11的11B油口和右侧两位三通电磁换向阀21的21P油口相连，从而通过左侧两位三通电磁换向阀16的16B本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高效高精度流量可控的TBM支撑液压系统，其特征在于：包括高压分区（Ⅰ）、低压分区（Ⅱ）和调姿模块（Ⅲ）；高压分区（Ⅰ）内的三位四通电液换向阀（9）的9A出油口与第二液控单向阀（15）的正向油口相连，装有左侧位移传感器（18）的左侧单作用支撑缸（17）和装有右侧位移传感器（19）的右侧单作用支撑缸（20）的无杆腔的油口同时与第二液控单向阀（15）的反向油口相连，左侧两位三通电磁换向阀（16）的16A油口和16B油口分别与第二液控单向阀（15）的反向油口和左侧单作用支撑缸（17）的有杆腔的油口相连，右侧两位三通电磁换向阀（21）的21A油口和21B油口分别和第二液控单向阀（15）的反向油口和右侧单作用支撑缸（20）的有杆腔的油口相连，两位两通电磁换向阀（22）的进油口和出油口分别连接第二液控单向阀（15）的反向油口和比例溢流阀（23）的进油口，比例溢流阀（23）的出油口连接油箱（3），从而形成高压进油油路；左侧两位三通电磁换向阀（16）的16P油口和右侧两位三通电磁换向阀（21）的21P油口分别与第二安全阀(14)和第三安全阀（28）的进油口相连，第二安全阀（14）和第三安全阀（28）的出油口相连，并与高压分区（Ⅰ）中的第二单向阀（12）的正向油口相连，从而形成高压回油油路；低压分区（Ⅱ）中的低压油源（30）与三位四通电磁换向阀（29）的29P油口相连，三位四通电磁换向阀（29）的29B油口与第三液控单向阀（26）的正向油口相连，第三液控单向阀（26）的反向油口和第二液控单向阀（15）反向油口连接，形成低压油路；调姿模块（Ⅲ）中的三位四通电液比例换向阀（11）的11P油口与高压油源（1）相连，三位四通电液比例换向阀（11）的11A油口与左侧两位三通电磁换向阀（16）的16P油口相连，三位四通电液比例换向阀（11）的11B油口和右侧两位三通电磁换向阀（21）的21P油口相连，从而通过左侧两位三通电磁换向阀（16）的16B油口和右侧两位三通电磁换向阀（21）的21B油口与左侧单作用支撑缸（17）和右侧单作用支撑缸（20）的有杆腔的油口相连，三位四通电液比例换向阀（11）的11T油口与油箱（3）相连；左侧位移传感器（18）和右侧位移传感器（19）的信号口分别与各自控制模块（24）的输入口相连，控制模块（24）的输出口与三位四通电液比例换向阀（11）的信号输入口相连。...
【技术特征摘要】
1.一种高效高精度流量可控的TBM支撑液压系统，其特征在于：包括高压分区（Ⅰ）、低压分区（Ⅱ）和调姿模块（Ⅲ）；高压分区（Ⅰ）内的三位四通电液换向阀（9）的9A出油口与第二液控单向阀（15）的正向油口相连，装有左侧位移传感器（18）的左侧单作用支撑缸（17）和装有右侧位移传感器（19）的右侧单作用支撑缸（20）的无杆腔的油口同时与第二液控单向阀（15）的反向油口相连，左侧两位三通电磁换向阀（16）的16A油口和16B油口分别与第二液控单向阀（15）的反向油口和左侧单作用支撑缸（17）的有杆腔的油口相连，右侧两位三通电磁换向阀（21）的21A油口和21B油口分别和第二液控单向阀（15）的反向油口和右侧单作用支撑缸（20）的有杆腔的油口相连，两位两通电磁换向阀（22）的进油口和出油口分别连接第二液控单向阀（15）的反向油口和比例溢流阀（23）的进油口，比例溢流阀（23）的出油口连接油箱（3），从而形成高压进油油路；左侧两位三通电磁换向阀（16）的16P油口和右侧两位三通电磁换向阀（21）的21P油口分别与第二安全阀(14)和第三安全阀（28）的进油口相连，第二安全阀（14）和第三安全阀（28）的出油口相连，并与高压分区（Ⅰ）中的第二单向阀（12）的正向油口相连，从而形成高压回油油路；低压分区（Ⅱ）中的低压油源（30）与三位四通电磁换向阀（29）的29P油口相连，三位四通电磁换向阀（29）的29B油口与第三液控单向阀（26）的正向油口相连，第三液控单向阀（26）的反向油口和第二液控单向阀（15）反向油口连接，形成低压油路；调姿模块（Ⅲ）中的三位四通电液比例换向阀（11）的11P油口与高压油源（1）相连，三位四通电液比例换向阀（11）的11A油口与左侧两位三通电磁换向阀（16）的16P油口相连，三位四通电液比例换向阀（11）的11B油口和右侧两位三通电磁换向阀（21）的21P油口相连，从而通过左侧两位三通电磁换向阀（16）的16B油口和右侧两位三通电磁换向阀（21）的21B油口与左侧单...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚国芳，娄海洋，杨旭，彭佐，王超，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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