一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，包括左侧液压控制回路和右侧液压控制回路，两者均与对应的双作用单出杆液压缸连接，每个所述双作用单出杆液压缸分别与对应的压力传感器、位移传感器连接；所述左侧液压控制回路、右侧液压控制回路、压力传感器、位移传感器分别与液压系统位置控制器连接。其优点在于，可提高系统阻尼性能，吸收刀盘扭矩的冲击载荷和机械振动提高系统稳定性。此外，系统同时具备大流量电液比例阀与高精度电比例阀，可实现扭矩油缸的高速高精度定位控制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统


[0001]本专利技术涉及一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，在实现扭矩油缸液压控制系统的快速独立式主动位置控制功能和静态液压自锁功能的前提下，具备可变阻尼功能以降低系统的振动幅值。

技术介绍

[0002]扭矩油缸液压控制系统是一种应用于盾构机中用来抵消因刀盘转动产生的扭矩的一种重要的液压控制系统，为降低外界载荷引起的扭油缸液压控制系统的振动幅值并保证掘进作业姿态，需要设计高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，保证TBM液压系统的作业稳定性，实现扭矩油缸的高速高精度定位控制。

技术实现思路

[0003]基于上述问题，本申请提供一种应用于盾构机中用来抵消因刀盘转动产生的扭矩的一种重要的液压控制系统，为降低外界载荷引起的扭油缸液压控制系统的振动幅值并保证掘进作业姿态，需要设计高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统。其技术方案为，一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，包括左侧液压控制回路和右侧液压控制回路，两者均与对应的双作用单出杆液压缸连接，每个所述双作用单出杆液压缸分别与对应的压力传感器、位移传感器连接；所述左侧液压控制回路、右侧液压控制回路、压力传感器、位移传感器分别与液压系统位置控制器连接。
[0004]优选的，所述左侧液压控制回路包括左侧电磁换向阀组和左侧液控单向阀组，所述左侧电磁换向阀组和左侧液控单向阀组分别位于对应的双作用单出杆液压缸的两个油腔之间，所述左侧电磁换向阀组分别接油源和油箱。
[0005]优选的，所述左侧液控单向阀组包括第一液控单向阀、第二液控单向阀，所述左侧电磁换向阀组包括第一两位三通电磁换向阀、第一电磁比例换向阀，所述第一液控单向阀、第二液控单向阀之间串联第一两位三通电磁换向阀，所述第一液控单向阀、第二液控单向阀之间并联多个两位两通电磁换向阀，每个所述两位两通电磁换向阀分别对应连接阀口大小不同的节流阀，所述第一液控单向阀、第二液控单向阀、两位两通电磁换向阀和节流阀分别与第一电磁比例换向阀连接。
[0006]优选的，其特征在于，所述右侧液压控制回路包括右侧电磁换向阀组和右侧液控单向阀组，所述右侧电磁换向阀组和右侧液控单向阀组分别位于对应的双作用单出杆液压缸的两个油腔之间，所述右侧电磁换向阀组分别接油源和油箱。
[0007]优选的，所述右侧液控单向阀组包括第三液控单向阀、第四液控单向阀；右侧电磁换向阀组包括第二两三通电磁换向阀、第二电磁比例换向阀；所述第三液控单向阀、第四液控单向阀之间串联第二两三通电磁换向阀；所述第三液控单向阀、第四液控单向阀之间并联多个两位两通电磁换向阀，每个所述两位两通电磁换向阀分别对应连接阀口大小不同的节流阀，所述第三液控单向阀、第四液控单向阀、两位两通电磁换向阀和节流阀分别与第二
电磁比例换向阀连接。
[0008]优选的，所述第一电磁比例换向阀与第一电液比例换向阀连接；所述第二电磁比例换向阀与第二电液比例换向阀连接。
[0009]优选的，在左侧液压控制回路中，油源分别与第一电磁比例换向阀、第一电液比例换向阀的P口、第一两位三通电磁换向阀的B口相连；油箱分别与第一电磁比例换向阀、第一电液比例换向阀的T口，第一两位三通电磁换向阀的C口相连；第一两位三通电磁换向阀的A口分别与第一液控单向阀的C口，第二液控单向阀的C口相连；第一电液比例换向阀的A口分别与第一电磁比例换向阀的A口，左侧液压控制回路中所有节流阀的B口，第一液控单向阀的A口相连；第一电液比例换向阀的B口分别与第二电磁比例换向阀的B口，左侧两位两通电磁换向阀组的B口，第二液控单向阀的A口相连；第一液控单向阀的B口分别与压力传感器、双作用单出杆液压缸的A口连接；第二液控单向阀的B口分别与压力传感器、双作用单出杆液压缸的B口相连。
[0010]优选的，当与左侧液压控制回路、右侧液压控制回路连接的双作用单出杆液压缸有两个及以上时，其每侧双作用单出杆液压缸对应的油腔相互连通。
[0011]优选的，左侧液压控制回路实现左扭距油缸快速独立式主动控制功能，具体步骤如下：根据位移传感器的位移信号特点，确定当前地质条件与工作参数下系统的稳定性，选择打开不同阀口的节流阀，适当提高系统的稳定性。当需要双作用单出杆液压缸快速缩回时，液压系统位置控制器打开所需阀口的节流阀对应的两位两通电磁换向阀以及将第一两位三通电磁换向阀转换至右位，将第一电磁比例换向阀和第一电液比例换向阀转换至右位。
[0012]油源内的高压油分别流入第一电磁比例换向阀和第一电液比例换向阀，液压油经第一电磁比例换向阀和第一电液比例换向阀后，一部分液压油流入第一液控单向阀，一部分液压油经节流阀流入导通的两位两通电磁换向阀，由第一液控单向阀流出的液压油流入对应的双作用单出杆液压缸的有杆腔和压力传感器；双作用单出杆液压缸的无杆腔流出的液压油经第二液控单向阀后流出，第二液控单向阀流出的液压油和两位两通电磁换向阀流出的液压油一同流入第一电磁比例换向阀和第一电液比例换向阀，液压油经第一电磁比例换向阀和第一电液比例换向阀后一同流回油箱，完成双作用单出杆液压缸的快速缩回运动；根据位移传感器的位移信号特点，确定当前地质条件与工作参数下系统的稳定性，选择打开不同阀口的节流阀，适当提高系统的稳定性。当需要双作用单出杆液压缸快速伸出时，液压系统位置控制器分别经控制线路打开所需阀口的节流阀对应的两位两通电磁换向阀以及将第一两位三通电磁换向阀转换至右位，将第一电磁比例换向阀和第一电液比例换向阀转换至左位。油源内的高压油分别流入第一电磁比例换向阀、第一电液比例换向阀，由第一电磁比例换向阀和第一电液比例换向阀流出的液压油一部分流入第二液控单向阀，一部分经导通的两位两通电磁换向阀流入对应的节流阀，液压油经第二液控单向阀后流入压力传感器和双作用单出杆液压缸的无杆腔，双作用单出杆液压缸的有杆腔内流出的液压油流入第一液控单向阀，节流阀流出的液压油和第一液控单向阀流出的液压油分别经第一比例换向阀和第一电液比例换向阀一同流回油箱，完成双作用单出杆液压缸的快速伸
出运动。
[0013]优选的，其特征在于，静态自锁保持功能：位移传感器将其位移信号通过控制线路传递至液压系统位置控制器，液压系统位置控制器根据位移传感器的位移信号通过控制线路调整第一两位三通电磁换向阀和第二两位三通电磁换向阀至左位，第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀和第四液控单向阀处于单向导通状态，与左侧液压控制回路和右侧液压控制回路连接的双作用单出杆液压缸的有杆腔和无杆腔的出口均处于断开状态，实现扭矩液压控制系统的静态自锁保持功能。
[0014]有益效果针对上述问题，本申请设计了一套高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统。本液压控制系统设计了四个阀口大小不同的节流阀，通过切换不同阀口的节流阀来调节系统的阻尼，适应不同的施工地质与掘进参数，有效的降低系统振动，同时设有大流量电液比例阀实现扭矩油缸的大范围高速运动控制，设有小通径的电比例阀实现扭矩油缸的小范围高精度位置控制，相比于传统的铰接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，其特征在于，包括左侧液压控制回路和右侧液压控制回路，两者均与对应的双作用单出杆液压缸连接，每个所述双作用单出杆液压缸分别与对应的压力传感器、位移传感器连接；所述左侧液压控制回路、右侧液压控制回路、压力传感器、位移传感器分别与液压系统位置控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，其特征在于，所述左侧液压控制回路包括左侧电磁换向阀组和左侧液控单向阀组，所述左侧电磁换向阀组和左侧液控单向阀组分别位于对应的双作用单出杆液压缸的两个油腔之间，所述左侧电磁换向阀组分别接油源和油箱。3.根据权利要求2所述的一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，其特征在于，所述左侧液控单向阀组包括第一液控单向阀、第二液控单向阀，所述左侧电磁换向阀组包括第一两位三通电磁换向阀、第一电磁比例换向阀，所述第一液控单向阀、第二液控单向阀之间串联第一两位三通电磁换向阀，所述第一液控单向阀、第二液控单向阀之间并联多个两位两通电磁换向阀，每个所述两位两通电磁换向阀分别对应连接阀口大小不同的节流阀，所述第一液控单向阀、第二液控单向阀、两位两通电磁换向阀和节流阀分别与第一电磁比例换向阀连接。4.根据权利要求1或3所述的一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，其特征在于，所述右侧液压控制回路包括右侧电磁换向阀组和右侧液控单向阀组，所述右侧电磁换向阀组和右侧液控单向阀组分别位于对应的双作用单出杆液压缸的两个油腔之间，所述右侧电磁换向阀组分别接油源和油箱。5.根据权利要求4所述的一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，其特征在于，所述右侧液控单向阀组包括第三液控单向阀、第四液控单向阀；右侧电磁换向阀组包括第二两三通电磁换向阀、第二电磁比例换向阀；所述第三液控单向阀、第四液控单向阀之间串联第二两三通电磁换向阀；所述第三液控单向阀、第四液控单向阀之间并联多个两位两通电磁换向阀，每个所述两位两通电磁换向阀分别对应连接阀口大小不同的节流阀，所述第三液控单向阀、第四液控单向阀、两位两通电磁换向阀和节流阀分别与第二电磁比例换向阀连接。6.根据权利要求5所述的一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，其特征在于，所述第一电磁比例换向阀与第一电液比例换向阀连接；所述第二电磁比例换向阀与第二电液比例换向阀连接。7.根据权利要求3所述的一种高速高精度高稳定TBM扭矩油缸液压控制系统，其特征在于，在左侧液压控制回路中，油源分别与第一电磁比例换向阀、第一电液比例换向阀的P口、第一两位三通电磁换向阀的B口相连；油箱分别与第一电磁比例换向阀、第一电液比例换向阀的T口，第一两位三通电磁换向阀的C口相连；第一两位三通电磁换向阀的A口分别与第一液控单向阀的C口，第二液控单向阀的C口相连；第一电液比例换向阀的A口分别与第一电磁比例换向阀的A口，左侧液压控制回路中所有节流阀的B口，第一液控单向阀的A口相连；第一电液比例换向阀的B口分别与第二电磁比例换向阀的B口，左侧两位两通电磁换...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建军，刘作威，张宏达，杨旭，曾垂刚，郭璐，纪立超，陈馈，任颖莹，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司山东大学，
类型：发明
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