一种同步掘拼推进油缸的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种同步掘拼推进油缸的控制方法及系统，方案包括待同步拼装的管片所对应的推进油缸行程达到管片的轴向尺寸后，对其他推进油缸进行压力分配以满足合力不变；控制待同步拼装的管片所对应的推进油缸收回；并移动待同步拼装管片；待同步拼装管片移动到位后，通过低于设定值的压力控制待同步拼装的管片所对应的推进油缸伸出，并压紧对应拼装的管片；控制待同步拼装的管片所对应的推进油缸以低于设定值的压力伸长，与对应管片保持相对静止，直到对应推进油缸转换为推进状态参与掘进。同步拼装状态下推进油缸压力降低，保证了同步拼装过程中推进系统推力的合力和作用点不随拼装管片的动作发生变化，保障了同步掘拼施工质量。施工质量。施工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种同步掘拼推进油缸的控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种同步掘拼推进油缸的控制方法及系统，属于隧道施工
，尤其涉及一种实现同步掘拼的推进油缸控制方法及推进油缸系统。

技术介绍

[0002]当前盾构机主要是通过刀盘、推进、螺机系统实现盾构机在地层中的掘进，掘进一段距离后通过安装管片完成隧道的保护，实现隧道的一次成型。在实际工况中，盾构机掘进和安装管片是两个独立的过程，只有在盾构机掘进停止后，推进系统由推进模式切换至拼装模式才能完成对管片的拼装。
[0003]具体的，掘进过程中，盾构机推进系统处于推进模式，推进油缸的撑靴支撑在最新一环管片的端面上，提供盾构机掘进的前进力，盾构司机通过调整各个推进油缸的支撑力来控制盾构机姿态和掘进方向。当盾构机掘进行程超过一环管片的宽度时，盾构司机控制盾构机停止掘进，推进系统处于拼装模式，推进油缸收回，让出管片拼装空间，然后由处于待拼装管片处的管片拼装手控制管片拼装机进行最新一环管片的拼装。最新一环管片拼装完成后，推进系统再次进入推进模式，推进油缸支撑在最新一环管片端面上继续下一轮掘进。因此，只有在盾构机掘进停止后，推进系统由推进模式切换至拼装模式才能完成对管片的拼装。
[0004]为了解决在推进过程中也能实现对管片的拼装，提高盾构机的工作效率，设计了一种同步推进、拼装工法的系统控制逻辑，该系统能够将盾构机的推进和拼装过程结合在一起，在推进中也能对管片进行拼装，极大地减少盾构机的施工时间。在该控制逻辑下，掘进的过程中，当掘进距离大于一个待拼装管片的宽度时，保持其他推进油缸处于正常顶推管片的状态，并且重新分配油缸压力，保证同步拼装前后推进状态的油缸合力方向、大小不变，然后收回第一块待拼装管片所对应区域的推进油缸(该区油缸进入同步拼装状态)，开始对应管片的拼装。此过程中通过其他油缸正常顶推管片保持主机同步掘进。第一块管片拼装完成后，第一块管片所对应的油缸恢复推进状态，撑靴压在完成拼装的第一块管片上。然后按顺序拼装该环的其他各块管片，管片安装过程中，对应的油缸收回进入同步拼装状态，其他油缸继续推进。这期间保持同步掘进，在该环最后一块待安装管片(K块)对应的推进油缸行程达到最大值前完成K块的拼装，即可在满足条件时(推进油缸行程大于管片宽度)进入下一环管片的同步拼装。整个过程中，盾构机不停止掘进，掘进过程中同步完成了管片的拼装，大大提高了盾构施工的效率，显著的缩短了施工工期，降低了施工的成本，是未来盾构施工的发展方向。
[0005]在管片的同步拼装状态下，该同步拼装管片对应的推进油缸进入同步拼装状态，不再提供推进力，此时盾构机的姿态和掘进方向由其他推进状态的推进油缸的合力决定。同步拼装过程中，通过管片拼装机将管片抓取并放置好位置后，需要对应同步拼装状态的推进油缸伸出并压紧该管片，直到完成该拼装管片的固定(现有技术一般是等待穿入螺栓并上紧螺母完成固定)。在管片拼装的过程中，拼装管片处的油缸需要缩回然后低压压紧拼
装的管片直到完成该管片的固定，传统盾构机液压系统通过远程调至低压进行拼装管片，拼装管片时液压油不仅仅通过换向阀，还会通过插装阀同时进入油缸，实现对应拼装管片处油缸的大流量低压缩回及伸出，由此整个推进油缸系统的液压压力就会降低，无法实现同步推拼功能。若维持高压进行拼装管片，保证非拼装状态的推进油缸的高压液压油的供应，以实现同步拼装，则在拼装的管片被压紧完成固定的这个过程中，拼装状态的推进油缸高压伸出压紧管片等待该管片完成固定时会产生较大的推力，也会对盾构机的受力产生影响，破坏进入同步拼装时，剩余推进状态油缸重新分配压力后保持不变的合力，导致盾构机不稳定、合力方向改变，甚至姿态变化，影响施工质量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种同步掘拼推进油缸的控制方法，用以解决现有技术同步拼装过程中整个推进系统压力降低、盾构机所受合力方向变化的问题；还提供了一种推进油缸系统，保证盾构施工同步拼装管片时，推进油缸产生的合力不变。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
[0008]本专利技术的一种同步掘拼推进油缸的控制方法，包括如下步骤：
[0009]1)推进状态的推进油缸连接高压油源以推进，待同步拼装的管片所对应的推进状态的推进油缸行程达到管片的轴向尺寸后，对其他推进状态的推进油缸进行压力分配以满足合力不变；控制待同步拼装的管片所对应的推进油缸进入同步拼装状态，同步拼装状态的推进油缸连接低压油源并收回，并将待同步拼装管片向拼装处移动；
[0010]2)待同步拼装管片移动到位后，控制同步拼装状态的推进油缸在低压油源的作用下伸出，并压紧对应拼装的管片；
[0011]3)控制同步拼装状态的推进油缸在低压油源的作用下随着同步掘拼的推进速度伸长，与对应管片保持相对静止，同时完成对应管片的拼装；
[0012]4)同步拼装状态的推进油缸转换为推进状态参与推进。
[0013]上述技术方案的有益效果是，本专利技术在同步拼装过程中，采用高低压两路液压油源，高压油源用于盾构掘进过程中的推进，低压油源用于同步掘拼过程中拼装时的推进油缸的伸缩控制，实现了同步掘拼。同时同步掘拼过程中，油缸伸长压紧管片进行拼装时，同步拼装状态的推进油缸因连接低压油源而压力降低，使用远低于推进状态的推进油缸压力的拼装压力压紧拼装中的管片，这个过程中盾构机继续掘进，避免压紧管片的拼装压力对盾构机姿态和掘进方向造成影响，提高了同步掘拼的施工质量。
[0014]进一步的，所述步骤1)中，待同步拼装的管片所对应的推进油缸进入同步拼装状态后，其无杆腔与连接高压油源的高压油路关断，并与回油管路导通；其有杆腔与连接低压油源的低压油路导通，从而使对应推进油缸收回。
[0015]上述进一步限定的技术方案的有益效果是，本专利技术的方法中，同步拼装推进液压系统采用高、低压两种互相独立的油源供油，高压油源为推进状态的油缸提供高压液压油，低液压油源为拼装状态的油缸提供低压液压油，从而实现了推进状态油缸的高压推进，和同步拼装状态的低压收回和伸出互不干扰，可靠实现同步掘拼的同时，防止拼装状态的油缸对盾构机合力带来影响。
[0016]进一步的，所述步骤1)中，用于同步推拼的低压油路以大于设定值的流量作用于
对应推进油缸，使对应推进油缸快速收回。
[0017]上述进一步限定的技术方案的有益效果是，同步拼装过程中，采用低压大流速的液压油作用于拼装状态的油缸，使油缸低压高速的收回和伸出，加快了同步拼装的速度，提高了施工效率。
[0018]进一步的，所述步骤2)中，同步拼装状态的推进油缸的无杆腔与低压油路导通，有杆腔与回油管路导通，从而使对应推进油缸伸出，并压紧对应拼装的管片。
[0019]上述进一步限定的技术方案的有益效果是，拼装状态的推进油缸在伸出过程中无负载，采用与推进用的高压油源相独立的低压油源使推进油缸空载伸出，避免了同步拼装时对掘拼推进的影响。
[0020]进一步的，所述步骤2)中，用于同步推拼的低压油路以大于设定值的流量作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步掘拼推进油缸的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)推进状态的推进油缸连接高压油源以推进，待同步拼装的管片所对应的推进状态的推进油缸行程达到管片的轴向尺寸后，对其他推进状态的推进油缸进行压力分配以满足合力不变；控制待同步拼装的管片所对应的推进油缸进入同步拼装状态，同步拼装状态的推进油缸连接低压油源并收回，并将待同步拼装管片向拼装处移动；2)待同步拼装管片移动到位后，控制同步拼装状态的推进油缸在低压油源的作用下伸出，并压紧对应拼装的管片；3)控制同步拼装状态的推进油缸在低压油源的作用下随着同步掘拼的推进速度伸长，与对应管片保持相对静止，同时完成对应管片的拼装；4)同步拼装状态的推进油缸转换为推进状态参与推进。2.根据权利要求1所述的同步掘拼推进油缸的控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，待同步拼装的管片所对应的推进油缸进入同步拼装状态后，其无杆腔与连接高压油源的高压油路关断，并与回油管路导通；其有杆腔与连接低压油源的低压油路导通，从而使对应推进油缸收回。3.根据权利要求2所述的同步掘拼推进油缸的控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，低压油路以大于设定值的流量作用于对应推进油缸，使对应推进油缸快速收回。4.根据权利要求2所述的同步掘拼推进油缸的控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，同步拼装状态的推进油缸的无杆腔与低压油路导通，有杆腔与回油管路导通，从而使对应推进油缸伸出，并压紧对应拼装的管片。5.根据权利要求4所述的同步掘拼推进油缸的控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，低压油路以大于设定值的流量作用于对应推进油缸，使对应推进油缸快速伸出。6.一种推进油缸系统，其特征在于，包括用于推进的高压油源和用于同...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑博，詹晨菲，巩启，冯书亮，叶蕾，蔡留金，杜旭峰，罗恒星，鲁亚明，丁银亭，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：