一种管片拼装提升运动快速同步液压系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种管片拼装提升运动快速同步液压系统。它包括调速阀、分流阀、油箱、四通伺服方向阀、同步控制器和2个结构相同的提升液压支路；结构相同的提升液压支路，均包括两位四通电磁换向阀、两个平衡阀、提升液压缸和位移传感器。在盾构管片升降过程中，通过分流阀进行流量的平均分配，实现提升液压缸的低精度同步，同时同步控制器不断检测两个提升液压缸的位移，并通过四通伺服方向阀调整两个提升液压缸的输入流量，补偿两个提升液压缸的位置偏差，实现高精度同步；在提升液压缸伸出过程中，通过两位四通电磁换向阀将提升液压缸切换至差动模式，提高了伸出速度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种盾构管片拼装提升运动液压系统，尤其涉及一种可实现提升缸高度同步与管片高速升降的盾构管片拼装提升运动快速同步液压系统。
技术介绍
管片拼装机是盾构装备系统的关键子系统之一，它是在盾构推进一环后将混凝土管片拼装成隧道衬砌，用于稳定开挖的隧道，并为盾构推进提供支撑点，管片拼装质量的好坏直接关系到隧道施工质量，同时也影响到盾构推进过程中姿态的调整。管片在砌成环形内壁过程中，需要由底部移至隧道内壁特定位置处且需在拼砌过程中多次微调，因此管片拼装机一般能实现六个自由度的无干涉拼装动作。管片拼装机一般包括回转机构、提升机构、水平机构、摆动机构和姿态机构，来实现管片的六自由度操作。提升机构主要完成管片的径向定位，在管片拼装过程中，提升液压缸需要在多个特定角度进行伸缩，传统的液压系统一般由变量泵供油，比例方向阀控制两个并联的提升液压缸，两个提升液压缸在装配上存在一定的平行度误差，以及提升工况的变动性，造成两个提升液压缸的负载不同，引起两个提升液压缸的伸缩量的不同，不同的伸缩量会造成管片的姿态误差甚至提升机构的变形；且提升液压缸有杆腔与无杆腔有效作用面积不同，造成提升液压缸的伸缩控制性能具有较大差异，液压缸伸出速度低于缩回速度，引起拼装速度下降。
技术实现思路
为了克服现有盾构管片拼装提升运动液压系统对同步性没有控制措施和拼装速度慢的不足，本技术的目的在于提供一种盾构管片拼装提升运动快速同步液压系统，该系统不仅可以实现提升缸的高度同步而且可以实现管片的高速升降。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:本技术包括调速阀、分流阀、油箱、四通伺服方向阀、同步控制器、2个结构相同的提升液压支路；调速阀的进油口与系统主油路相连，调速阀的出油口、分流阀的2P油口和四通伺服方向阀的4P油口相连，分流阀的2A油口、四通伺服方向阀的4A油口和一个提升液压支路的进油口相连，分流阀的2B油口、四通伺服方向阀的4B油口和另一个提升液压支路的进油口相连，四通伺服方向阀的4T油口与油箱相连，四通伺服方向阀的信号输入端与同步控制器的信号输出端相连，同步控制器的一个信号输入端与一个提升液压支路的位移传感器信号输出端相连，同步控制器的另一个信号输入端与另一个提升液压支路的位移传感器信号输出端相连。所述的结构相同的提升液压支路，均包括无杆腔侧平衡阀、两位四通电磁换向阀、有杆腔侧平衡阀、提升液压缸、位移传感器；无杆腔侧平衡阀的控制油口、分流阀的2A油口、四通伺服方向阀的4A油口、两位四通电磁换向阀的7A油口、有杆腔侧平衡阀的控制油口和有杆腔侧平衡阀的进油口相连，无杆腔侧平衡阀的进油口与油箱相连，无杆腔侧平衡阀的出油口与两位四通电磁换向阀的7B油口相连，两位四通电磁换向阀的7P油口与提升液压缸的无杆腔相连，两位四通电磁换向阀的7T油口与油箱相连，有杆腔侧平衡阀的出油口与提升液压缸的有杆腔相连，提升液压缸与位移传感器固连，位移传感器的信号输出端与同步控制器的一个信号输入端相连。所述的提升液压缸，无杆腔有效作用面积与有杆腔有效作用面积之比为2比I。本技术具有的有益效果是:在盾构管片升降过程中，通过分流阀进行流量的平均分配，实现提升液压缸的低精度同步，同时同步控制器不断检测两个提升液压缸的位移，并通过四通伺服方向阀调整两个提升液压缸的输入流量，补偿两个提升液压缸的位置偏差，实现高精度同步；在提升液压缸伸出过程中，通过两位四通电磁换向阀将提升液压缸切换至差动模式，提高了伸出速度。附图说明图1是本技术的液压系统原理图。图中:1、调速阀，2、分流阀，3、油箱，4、四通伺服方向阀，5、同步控制器，6、无杆腔侧平衡阀，7、两位四通电磁换向阀，8、有杆腔侧平衡阀，9、提升液压缸，10、位移传感器。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。本技术包括调速阀1、分流阀2、油箱3、四通伺服方向阀4、同步控制器5、2个结构相同的提升液压支路；调速阀I的进油口与系统主油路相连，调速阀I的出油口、分流阀2的2P油口和四通伺服方向阀4的4P油口相连，分流阀2的2A油口、四通伺服方向阀4的4A油口和一个提升液压支路的进油口相连，分流阀2的2B油口、四通伺服方向阀4的4B油口和另一个提升液压支路的进油口相连，四通伺服方向阀4的4T油口与油箱3相连，四通伺服方向阀4的信号输入端与同步控制器5的信号输出端相连，同步控制器5的一个信号输入端与一个提升液压支路的位移传感器信号输出端相连，同步控制器5的另一个信号输入端与另一个提升液压支路的位移传感器信号输出端相连。所述的结构相同的提升液压支路，均包括无杆腔侧平衡阀6、两位四通电磁换向阀7、有杆腔侧平衡阀8、提升液压缸9、位移传感器10 ;无杆腔侧平衡阀6的控制油口、分流阀2的2A油口、四通伺服方向阀4的4A油口、两位四通电磁换向阀7的7A油口、有杆腔侧平衡阀8的控制油口和有杆腔侧平衡阀8的进油口相连，无杆腔侧平衡阀6的进油口与油箱3相连，无杆腔侧平衡阀6的出油口与两位四通电磁换向阀7的7B油口相连，两位四通电磁换向阀7的7P油口与提升液压缸9的无杆腔相连，两位四通电磁换向阀7的7T油口与油箱3相连，有杆腔侧平衡阀8的出油口与提升液压缸9的有杆腔相连，提升液压缸9与位移传感器10固连，位移传感器10的信号输出端与同步控制器5的一个信号输入端相连。所述的提升液压缸9，无杆腔有效作用面积与有杆腔有效作用面积之比为2比I。本技术的工作原理如下:压力油液由主油路进入调速阀I的进油口，调速阀I根据输入信号通过出油口输出相应流量的压力油液，输出的压力油液进入分流阀2的2P油口和四通伺服方向阀4的4P油口，部分压力油液从分流阀2的2A油口流出，进入一个提升液压支路的进油口与四通伺服方向阀4的4A油口，相同流量的压力油液从分流阀2的2B油口流出，进入另一个提升液压支路的进油口与四通伺服方向阀4的4B油口，四通伺服方向阀4根据输入信号对4A油口与4B油口的压力油液进行补充或释放；同步控制器5通过两个输入端接收来自两个提升液压支路的位移信号，根据这两个位移信号的偏差进行控制运算，通过输出端将控制信号传递给四通伺服方向阀4的信号输入端。提升液压缸伸出过程，两个结构相同的提升液压支路具有相同的工作原理:来自提升液压支路进油口的压力油液进入无杆腔侧平衡阀6的控制油口、两位四通电磁换向阀7的7A油口、有杆腔侧平衡阀8的控制油口和有杆腔侧平衡阀8的进油口，两位四通电磁换向阀7失电，压力油液由两位四通电磁换向阀7的7P油口流出，进入提升液压缸9的无杆腔，提升液压缸9在压力油液作用下伸出，并通过有杆腔侧油口输出压力油液，输出的压力油液进入有杆腔侧平衡阀8的出油口，有杆腔侧平衡阀8在控制油口的高压油液作用下处于节流机能位，通过进油口将压力油液输出，输出的压力油液与来自提升液压支路的进油口的压力油汇合。提升液压缸缩回过程，两个结构相同的提升液压支路具有相同的工作原理:来自提升液压支路进油口的压力油液进入无杆腔侧平衡阀6的控制油口、两位四通电磁换向阀7的7A油口、有杆腔侧平衡阀8的控制油口和有杆腔侧平衡阀8的进油口，压力油液由有杆腔侧平衡阀8的出油口流出，进入提升液压缸9的有杆腔，提升液压缸9在压力油液作用下缩回，并通过无杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管片拼装提升运动快速同步液压系统，其特征在于：包括调速阀（1）、分流阀（2）、油箱（3）、四通伺服方向阀（4）、同步控制器（5）、2个结构相同的提升液压支路；调速阀（1）的进油口与系统主油路相连，调速阀（1）的出油口、分流阀（2）的2P油口和四通伺服方向阀（4）的4P油口相连，分流阀（2）的2A油口、四通伺服方向阀（4）的4A油口和一个提升液压支路的进油口相连，分流阀（2）的2B油口、四通伺服方向阀（4）的4B油口和另一个提升液压支路的进油口相连，四通伺服方向阀（4）的4T油口与油箱（3）相连，四通伺服方向阀（4）的信号输入端与同步控制器（5）的信号输出端相连，同步控制器（5）的一个信号输入端与一个提升液压支路的位移传感器信号输出端相连，同步控制器（5）的另一个信号输入端与另一个提升液压支路的位移传感器信号输出端相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚国芳，杨旭，杨华勇，王林涛，彭雄斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：