一种悬臂掘进机截割部稳定液压系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种悬臂掘进机截割部稳定液压系统及控制方法，包括回转油缸和升降油缸，回转油缸、升降油缸均通过双向平衡阀、比例多路阀与液压回路相连，升降油缸与液压回路的泵油端之间设置有换向阀，换向阀分别与升降油缸的有杆腔和无杆腔相连，比例多路阀的先导油路连接有压力传感器，换向阀与升降油缸的无杆腔、有杆腔之间的油路上分别设置有压力传感器，各个压力传感器均与电控系统相连，电控系统与换向阀相连；若第二比例多路阀不连接第二压力传感器，升降油缸连接油缸位移传感器，油缸位移传感器与电控系统相连。本发明专利技术能够保证截割部在左右截割过程中升降油缸有杆腔及无杆腔均充满高压油，降低截齿的消耗，提高截割效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种悬臂掘进机截割部稳定液压系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及悬臂掘进机截割部
，特别是指一种悬臂掘进机截割部稳定液压系统及控制方法。

技术介绍

[0002]悬臂掘进机在截割过程中，截割部会受到较大负载冲击，导致截割部受到冲击而抖动，降低了截割效率。现有技术中，多采用双向平衡阀锁紧截割部升降油缸，如公告日为2014.01.29、授权公告号为CN203412836U的中国技术专利所公开的一种连采机截割臂双向平衡液压回路，该回路包含油箱，连接油箱的泵站，连接泵站的过滤器，连接过滤器的主安全阀，连接主安全阀的电磁换向阀，连接电磁换向阀的双向平衡阀，以及连接双向平衡阀的升降油缸。当操作电磁换向阀处于中位时，双向平衡阀可锁紧升降油缸两端油液回路，从而锁紧升降油缸，保持截割部稳定，但是只能保证升降油缸一端是高压腔，而另一端是低压腔，抗负载冲击效果较弱。
[0003]近年来，随着科技的发展逐步出现了自动控制截割的相关研究，多采用收集电机电流从而闭环控制截割速度。如授权公告日为2022.03.18、授权公告号CN216077119U的中国技术专利所公开的一种自动调节悬臂式掘进机截割臂移速的控制系统，包括：带有调节截割臂移动速度档位的船型双位按钮的双轴操作杆、远程遥控器上的调节截割臂移动速度的双轴操作杆和截割臂移速档位选择旋钮；控制柜内设置的高性能高防护等级的处理电流采集系统采集的信号车载移动控制器，通过阀门接线箱内的移动车辆PWMI输出模块，分别与液压阀组中的运用PWMI技术输出电流信号驱动液压比例电磁阀相连；液压阀组中的上升下降和左右回转液压缸的四个电液比例调压阀为控制液压缸上下左右移动的执行机构。上述技术所公开的技术方案虽然能够通过采集电机电流而闭环控制截割速度，但是升降油缸仍然一端是高压腔，而另一端是低压腔，抗负载冲击效果较弱。

技术实现思路

[0004]针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种悬臂掘进机截割部稳定液压系统及控制方法，解决了现有悬臂掘进机的截割部在截割过程中受负载冲击而影响稳定性的技术问题。
[0005]本申请的技术方案是这样实现的：一种悬臂掘进机截割部稳定液压系统，包括回转油缸和升降油缸，所述回转油缸通过第一双向平衡阀与液压回路相连，所述升降油缸通过第二双向平衡阀与液压回路相连，所述升降油缸与液压回路的泵油端之间设置有换向阀，换向阀分别与升降油缸的有杆腔和无杆腔相连，所述第一双向平衡阀通过第一比例多路阀与液压回路相连，所述第二双向平衡阀通过第二比例多路阀与液压回路相连，所述第一比例多路阀的先导油路连接有第一压力传感器；所述第二比例多路阀的先导油路连接有第二压力传感器，所述换向阀与升降油缸的无杆腔之间的油路上设置有第三压力传感器、与有杆腔之间的油路上设置有第四压力传感器，各个压力传感器均与电控系统相连，所述
电控系统与换向阀相连；若第二比例多路阀不连接第二压力传感器，所述升降油缸连接油缸位移传感器，所述油缸位移传感器与所述电控系统相连。
[0006]进一步地，所述液压回路中的油泵连接有负载敏感系统，所述负载敏感系统包括第四梭阀，所述第四梭阀连接在油泵的X口、所述换向阀与升降油缸相连的有杆腔补油油路、所述换向阀与升降油缸相连的无杆腔补油油路之间。设置第四梭阀用于比较所述换向阀与升降油缸相连的有杆腔补油油路、所述换向阀与升降油缸相连的无杆腔补油油路之间的压力，优先选择压力高的液压油用于负载反馈。
[0007]进一步地，所述油泵的X口与第四梭阀之间设置有第三梭阀，所述第三梭阀的另一个口与第一比例多路阀的LS口和第二比例多路阀的LS口相连。在第四梭阀的基础上设置第三梭阀，用于比较所述换向阀与升降油缸相连的有杆腔或无杆腔补油油路、第一比例多路阀的LS口或第二比例多路阀的LS口之间的压力，优先选择压力高的液压油用于负载反馈。
[0008]进一步地，所述第三梭阀与第一比例多路阀的LS口、第二比例多路阀的LS口之间设置有第一梭阀，所述第一梭阀与第二比例多路阀的LS口、回油油路之间设置有第二梭阀。在第三梭阀、第四梭阀的基础上设置第一梭阀和第二梭阀，用于比较第一比例多路阀的LS口、第二比例多路阀的LS口之间的压力，优先选择压力高的液压油用于负载反馈。
[0009]进一步地，所述换向阀与升降油缸的无杆腔之间的无杆腔补油油路上设置有无杆腔补油溢流阀，所述换向阀与升降油缸的有杆腔之间的有杆腔补油油路上设置有有杆腔补油溢流阀，无杆腔补油溢流阀和有杆腔补油溢流阀均与所述电控系统相连，便于安全快捷地控制各个补油油路压力，避免补油压力过大。
[0010]进一步地，所述无杆腔补油油路内和有杆腔补油油路内均设置有单向阀，进一步保证补油油路锁紧升降油缸的低压腔的可靠性。
[0011]进一步地，所述溢流阀为比例溢流阀或直动式溢流阀，可以根据具体实施方案选择溢流阀的种类及型号，实现各个补油油路的安全溢流即可。
[0012]进一步地，所述第一压力传感器包括伸长过程第一压力传感器和缩回过程第一压力传感器，所述伸长过程第一压力传感器与第一比例多路阀控制回转油缸伸长的先导油路连通，所述缩回过程第一压力传感器与第一比例多路阀控制回转油缸缩回的先导油路连通。通过分别设置伸长过程第一压力传感器和缩回过程第一压力传感器，可以简单、快捷地得知回转油缸的动作状态，进而可以根据回转油缸的工作状态，适时地控制各个补油油路，进而使升降油缸可靠快捷地与回转油缸的动作相适配。
[0013]进一步地，所述第二压力传感器包括伸长过程第二压力传感器和缩回状态第二压力传感器，所述伸长过程第二压力传感器与第二比例多路阀控制升降油缸伸长的进油先导油路连通，所述缩回过程第二压力传感器与第二比例多路阀控制升降油缸缩回的回油先导油路连通。通过分别伸长过程第二压力传感器和缩回状态第二压力传感器，可以简单、快捷地得知升降油缸的动作状态，进而可以根据升降油缸的工作状态，适时地控制各个补油油路，分别与升降油缸的有杆腔或无杆腔进行快速补油锁紧。
[0014]进一步地，所述换向阀为电磁换向阀或液控换向阀，采用液控换向阀虽然增加了操控手柄，降低了自动化程度，但是可控性强，使用及维护过程简单且成本低。可以根据具体实施方案选择换向阀的种类及型号，实现各个补油油路的安全换向即可。
[0015]一种悬臂掘进机截割部稳定液压系统的控制方法，所述电控系统监测各个压力传
感器、油缸位移传感器的检测结果，监测项目包括：
①
所述第一压力传感器的监测结果达到所述回转油缸动作时的压力值；
②
截割电机得电后截割头旋转；
③
所述升降油缸最后一个动作T时刻，所述第二压力传感器检测结果无压力或所述油缸位移传感器检测结果无位移；
④
所述升降油缸最后一个动作的前一个动作T
‑
1时刻，所述第二压力传感器的检测结果达到所述升降油缸伸缩时的压力值或所述油缸位移传感器检测结果有位移；当同时满足条件检测项目
①②③④
时，控制换向阀转换至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬臂掘进机截割部稳定液压系统，包括回转油缸和升降油缸，所述回转油缸通过第一双向平衡阀与液压回路相连，所述升降油缸通过第二双向平衡阀与液压回路相连，其特征在于：所述升降油缸与液压回路的泵油端之间设置有换向阀，换向阀分别与升降油缸的有杆腔和无杆腔相连，所述第一双向平衡阀通过第一比例多路阀与液压回路相连，所述第二双向平衡阀通过第二比例多路阀与液压回路相连，所述第一比例多路阀的先导油路连接有第一压力传感器；所述第二比例多路阀的先导油路连接有第二压力传感器，所述换向阀与升降油缸的无杆腔之间的油路上设置有第三压力传感器、与有杆腔之间的油路上设置有第四压力传感器，各个压力传感器均与电控系统相连，所述电控系统与换向阀相连；若第二比例多路阀不连接第二压力传感器，所述升降油缸连接油缸位移传感器，所述油缸位移传感器与所述电控系统相连。2.根据权利要求1所述的悬臂掘进机截割部稳定液压系统，其特征在于：所述液压回路中的油泵连接有负载敏感系统，所述负载敏感系统包括第四梭阀，所述第四梭阀连接在油泵的X口、所述换向阀与升降油缸相连的有杆腔补油油路、所述换向阀与升降油缸相连的无杆腔补油油路之间。3.根据权利要求2所述的悬臂掘进机截割部稳定液压系统，其特征在于：所述油泵的X口与第四梭阀之间设置有第三梭阀，所述第三梭阀的另一个口与第一比例多路阀的LS口和第二比例多路阀的LS口相连。4.根据权利要求3所述的悬臂掘进机截割部稳定液压系统，其特征在于：所述第三梭阀与第一比例多路阀的LS口、第二比例多路阀的LS口之间设置有第一梭阀，所述第一梭阀与第二比例多路阀的LS口、回油油路之间设置有第二梭阀。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的悬臂掘进机截割部稳定液压系统，其特征在于：所述换向阀与升降油缸的无杆腔之间的无杆腔补油油路上设置有无杆腔补油溢流阀，所述换向阀与升降油缸的有杆腔之间的有杆腔补油油路上设置有有杆腔补油溢流阀，无杆腔补油溢流阀和有杆腔补油溢流阀均与所述电控系统相连。6.根据权利要求5所述的悬臂掘进机截割部稳定液压系统，其特征在于：所述无杆腔补油油路内和有杆腔补油油路内均设置有单向阀。7.根据权利要6所述的悬臂掘进机截割部稳定液压系统，其特征在于：所述溢流阀为比例溢流阀或直动式溢流阀。8.根据权利要1
‑
4、6、7任一项所述的悬臂掘进机截割部稳定液压系统，其特征在于：所述第一压力传感器包括伸长过程第一压力传感器和缩回过程第一压力传感器，所述伸长过程第一压力传感器与第一比例多路阀控制回转油缸伸长的先导油路连通，所述缩回过程第一压力传感器与第一比例多路阀控制回转油缸缩回的先导油路连通。9.根据权利要8所述的悬臂掘进机截割部稳定液压系统，其特征在于：所述第二压力传感器包括伸长过程第二压力传感器和缩回状态第二压力传感器，所述伸长过程第二压力传感器与第二比例多...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雷，邓青平，刘宝国，温时雨，王力全，孙延飞，赵培锋，
申请(专利权)人：中铁开发投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：