悬臂掘进机数字智能化液压系统技术方案

本实用新型专利技术涉及悬臂掘进机控制技术领域，特别涉及一种悬臂掘进机数字智能化液压系统，其中液压控制装置包含多联负载敏感变量泵，控制器，及分别与控制器连接的负载敏感电比例多路阀、电控手柄和传感器模块；电动机通过联轴器与多联负载敏感变量泵连接，多联负载敏感变量泵通过自封式吸油过滤器与油箱连接，其中一负载敏感变量泵出油口与高压过滤器进口连接，高压过滤器出口与负载敏感电比例多路阀进油口连接，负载敏感电比例多路阀首联LS口与过滤器连接，过滤器与该一负载敏感变量泵LS口连接。本实用新型专利技术设计科学、合理，实现悬臂掘进机不同工况下压力和流量控制，降低作业人员操作难度，提高其工作效率，具有较好应用价值。

Digital Intelligent Hydraulic System of Cantilever Roadheader

【技术实现步骤摘要】
悬臂掘进机数字智能化液压系统
本技术涉及悬臂掘进机控制
，特别涉及一种悬臂掘进机数字智能化液压系统。
技术介绍
悬臂隧道掘进机是一种集截割、行走、装运、喷雾灭尘于一体的综合掘进设备。现已广泛应用到地下空间开挖、隧道施工等工程。操作人员长期工作在粉尘噪音大、机械震动强烈等恶劣环境下，并且操作人员技能水平差异，经常出现进刀过深、过快，既影响截割进尺效率也损伤设备，所以对设备进行智能化控制，降低操作难度对设备可靠性及施工效率提高尤为重要。对于上述问题，现有的研究方向主要有两个，遥控方式：地面机械设备的远程监控已有较成熟技术方案，可通过电信网络实现远程监控和数据采集。而地下或隧道等无网络覆盖的施工现场，主要通过在巷道布置通讯线缆或多个无线节点路由的方式进行设备数据监控上传；自动截割：主要通过倾角传感器、位移传感器、回转角度传感器和主控制器对设备运行数据进行收集处理，通过相关的程序及算法对设备进行控制。从掘进机自身定位信息的获取和应用角度出发，确保掘进机能够按照规定路线及规格准确施工，达到施工验收标准；从如何提高掘进机掘进的自动化操作角度出发，降低操作人员的工作量并提高施工效率。由于生产施工环境的特殊性，如高粉尘、高噪声及视线不清等，导致在地面上成熟的技术手段不能很好的适用，大部分较先进的技术方案还只停留在理论可行阶段，并不具备实用价值，并且关注更多的是电气方面的计算和控制，对实际执行动作的液压系统很少进行关注，因此，亟需一种从液压系统可执行角度出发的悬臂式掘进机可执行液压控制技术。
技术实现思路
为此，本技术提供一种悬臂掘进机数字智能化液压系统，设计科学、合理，可实现悬臂掘进机不同工况下压力和流量的控制，降低作业人员操作难度，提高其工作效率。按照本技术所提供的设计方案，一种悬臂掘进机数字智能化液压系统，包含分别与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接的液压控制装置，所述的液压控制装置包含多联负载敏感变量泵，用于接收和发送控制命令的控制器，及分别与控制器连接的负载敏感电比例多路阀、电控手柄和用于检测运行数据的传感器模块；电动机通过联轴器与多联负载敏感变量泵连接，多联负载敏感变量泵通过自封式吸油过滤器与油箱连接，其中一负载敏感变量泵出油口与高压过滤器进口连接，高压过滤器出口与负载敏感电比例多路阀进油口连接，负载敏感电比例多路阀首联LS口与过滤器连接，过滤器与该一负载敏感变量泵LS口连接；多联负载敏感变量泵中的另一负载敏感变量泵与高压过滤器连接，高压过滤器与负载敏感电比例多路阀连接；负载敏感电比例多路阀分别通过液压管路与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接。上述的，所述的传感器模块包含分别设置于行走马达和运输马达上的转速传感器，分别设置于截割头油缸、铲板油缸和支撑油缸上的位移传感器，及设置在控制行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器的负载敏感电比例多路阀LS反馈液压管路上的压力传感器及电比例溢流阀。上述的，所述负载敏感电比例多路阀包含负载敏感多路阀一和负载敏感多路阀二，其中，负载敏感多路阀一包含分别与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸和高压水泵的对应联阀；负载敏感多路阀二包含分别与运输马达及备用联的对应联阀；负载敏感多路阀一和负载敏感多路阀二两者的回油依次经水冷散热器、电机驱动风冷散热器后并经过回油过滤器与油箱连接。优选的，所述油箱上设置有用于检测液压油温度的温度传感器，该温度传感器与控制器连接。上述的，所述电控手柄通过有线或无线通信模块与控制器连接。上述的，所述控制器还连接有用于显示传感器模块采集到的运行数据的数字显示模块。上述的，所述负载敏感电比例多路阀采用板式阀或插装阀或两者组合阀。本技术的有益效果：本技术设计科学、合理，实现电气遥控、辅助智能截割、数字化显示及故障可视化等功能；通过在行走马达、一运马达及星轮马达安装转速传感器，用来检测马达实时转速；截割升降油缸、截割回转油缸、铲板油缸及后支撑油缸内置位移传感器，用来检测油缸实时位置及速度；负载敏感多路阀为电比例多路阀，通过电气信号控制主阀芯开口，进而控制进入油缸或马达的流量，从而控制油缸或马达的运动速度和转速，每片单联阀LS反馈油路外接压力传感器和电比例溢流阀，压力传感器采集油缸或马达的压力数据，电比例溢流阀控制油缸或马达的压力大小，其中多路阀的每联阀带手动应急手柄作为备用操作方式；操作手柄采用电控先导手柄，操作手柄时，手柄发出模拟量或开关量的电气信号，通过主控制器控制多路阀开启或关闭；电控先导手柄采用有线或无线方式与主控制连接；压力传感器、位移传感器、转速传感器经过数据处理过，在显示器上数字化显示；当设备某一执行元件发生故障时，根据显示器上的数值进行判断故障可能发生的原因；实现根据不同工况，通过对电比例多路阀进行当前工况下的压力、流量控制，降低人员的操作难度，提高作业效率，具有较好的市场发展前景。附图说明：图1为实施例中液压系统示意图；图2为实施例中液压控制原理图；图3为实施例中截割向右横扫截割示意图。具体实施方式：下面结合附图和技术方案对本技术作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本技术的实施方式，但本技术的实施方式并不限于此。针对现有隧道悬臂掘进机液压系统电气化、自动化程度低，遥控方案执行能力差，依赖操作人员程度高等问题。本技术实施例，参见图1所示，提供一种悬臂掘进机数字智能化液压系统，包含分别与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接的液压控制装置，所述的液压控制装置包含多联负载敏感变量泵，用于接收和发送控制命令的控制器，及分别与控制器连接的负载敏感电比例多路阀、电控手柄和用于检测运行数据的传感器模块；电动机通过联轴器与多联负载敏感变量泵连接，多联负载敏感变量泵通过自封式吸油过滤器与油箱连接，其中一负载敏感变量泵出油口与高压过滤器进口连接，高压过滤器出口与负载敏感电比例多路阀进油口连接，负载敏感电比例多路阀首联LS口与过滤器连接，过滤器与该一负载敏感变量泵LS口连接；多联负载敏感变量泵中的另一负载敏感变量泵与高压过滤器连接，高压过滤器与负载敏感电比例多路阀连接；负载敏感电比例多路阀分别通过液压管路与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接。上述的，所述的传感器模块包含分别设置于行走马达和运输马达上的转速传感器，分别设置于截割头油缸、铲板油缸和支撑油缸上的位移传感器，及设置在控制行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器的负载敏感电比例多路阀LS反馈液压管路上的压力传感器及电比例溢流阀。上述的，所述负载敏感电比例多路阀包含负载敏感多路阀一和负载敏感多路阀二，其中，负载敏感多路阀一包含分别与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸和高压水泵的对应联阀；负载敏感多路阀二包含分别与运输马达及备用联的对应联阀；负载敏感多路阀一和负载敏感多路阀二两者的回油依次经水冷散热器、电机驱动风冷散热器后并经过回油过滤器与油箱连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬臂掘进机数字智能化液压系统，包含分别与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接的液压控制装置，其特征在于，所述的液压控制装置包含多联负载敏感变量泵，用于接收和发送控制命令的控制器，及分别与控制器连接的负载敏感电比例多路阀、电控手柄和用于检测运行数据的传感器模块；电动机通过联轴器与多联负载敏感变量泵连接，多联负载敏感变量泵通过自封式吸油过滤器与油箱连接，其中一负载敏感变量泵出油口与高压过滤器进口连接，高压过滤器出口与负载敏感电比例多路阀进油口连接，负载敏感电比例多路阀首联LS口与过滤器连接，过滤器与该一负载敏感变量泵LS口连接；多联负载敏感变量泵中的另一负载敏感变量泵与高压过滤器连接，高压过滤器与负载敏感电比例多路阀连接；负载敏感电比例多路阀分别通过液压管路与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接。

【技术特征摘要】
1.一种悬臂掘进机数字智能化液压系统，包含分别与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接的液压控制装置，其特征在于，所述的液压控制装置包含多联负载敏感变量泵，用于接收和发送控制命令的控制器，及分别与控制器连接的负载敏感电比例多路阀、电控手柄和用于检测运行数据的传感器模块；电动机通过联轴器与多联负载敏感变量泵连接，多联负载敏感变量泵通过自封式吸油过滤器与油箱连接，其中一负载敏感变量泵出油口与高压过滤器进口连接，高压过滤器出口与负载敏感电比例多路阀进油口连接，负载敏感电比例多路阀首联LS口与过滤器连接，过滤器与该一负载敏感变量泵LS口连接；多联负载敏感变量泵中的另一负载敏感变量泵与高压过滤器连接，高压过滤器与负载敏感电比例多路阀连接；负载敏感电比例多路阀分别通过液压管路与行走马达、截割头油缸、铲板油缸、支撑油缸、高压水泵、高压过滤器、运输马达及水冷散热器连接。2.根据权利要求1所述的悬臂掘进机数字智能化液压系统，其特征在于，所述的传感器模块包含分别设置于行走马达和运输马达上的转速传感器，分别设置于截割头油缸、铲板油缸和支撑油缸上的位移传感器，及设置在控制行走马达、截割头油...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚，田野，孙延飞，赵培峰，王海龙，魏成刚，王力全，马月月，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41