本发明专利技术公开了一种采用负载敏感技术的节能型盾构管片拼装定位电液控制系统。它包括电机、变量泵、二位三通比例换向阀、变量缸、溢流阀、减压阀、压力补偿阀、单向阀、多路阀、平衡阀、液压锁、液压马达、液压缸、力矩转速传感器、位移传感器、压力传感器。管片拼装系统中采用带有压力补偿阀的多路阀控制驱动管片拼装机转动的液压马达转速和各液压缸运动速度。压力传感器实时检测系统主油路压力和各执行器的工作压力，计算机控制单元根据系统压力信号决定变量泵控制信号，使变量泵排量跟随负载变化改变，实现负载敏感控制。本发明专利技术避免了传统系统始终以最高工作压力供油所造成的能量浪费，极大地减少了节流损失和溢流损失，具有明显的节能效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体压カ执行机构，尤其涉及ー种采用负载敏感技术的节能型盾构管片拼装定位电液控制系统。
技术介绍
盾构掘进机是ー种广泛应用于地下隧道工程施工的现代化高科技掘进装备，它集机、电、液、控等技术为一体，实现了隧道开挖的机械化、自动化。与传统的施工方法相比，具有施工安全、快速、工程质量高、地面扰动小、劳动强度低等优点。作为高耗能的施工机械，盾构掘进机正朝着高效率、低能耗的方向发展。管片拼装机是盾构的重要组成部分，在盾构推进距离达到一环管片宽度之后，管片拼装机从盾构后方管片输送车上抓取管片，然后通过旋转、径向伸縮和水平滑移三个定位运动将管片搬运到空间指定的位置点，一环管片安装完成后，上紧管片间的连接螺栓，形成衬砌，以支撑刚开挖的隧道，然后盾构开始下ー环的推进作业。管片拼装是盾构施工隧道成形最为关键的一歩，拼装机构的工作特性直接关系到隧道质量和施工效率。盾构管片拼装系统具有拼装工作量大、负载变化范围广的特点。管片拼装机在旋转过程中马达的负载カ矩随拼装机转动是变化的，此外旋转、径向伸縮和水平滑移三个运动之间的载荷存在很大差异，如果采用进油路节流调速阀控马达、阀控液压缸的系统形式，系统供油压カ必然按照最大工作负载时所需系统压カ设定，这使得系统在较低负载条件下工作时，系统效率低下，系统发热严重，这将影响设备寿命，同时使隧道施工环境恶化。采用负载敏感技术的节能型盾构管片拼装定位电液控制系统是提高拼装系统效率的有效途径，可以实现系统压カ的适应性控制，減少系统的节流和溢流损失。通常隧道由十几万块甚至几十万块管片拼装而成，因此提高拼装系统工作效率在盾构施工过程中节能效果十分显。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中盾构施工过程中存在的问题兼顾满足盾构施工的要求，本专利技术提供了ー种采用负载敏感技术的节能型盾构管片拼装定位电液控制系统，既可以实现管片拼装定位准确控制，又可以实现全系统负载敏感控制，极大地降低能量损失，提高系统寿命，改善施工环境。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案包括 ー种采用负载敏感技术的节能型盾构管片拼装定位电液控制系统，其特征在于包括电机、变量泵、二位三通比例换向阀、变量缸、第一溢流阀、减压阀、第一压カ补偿阀、第二压力补偿阀、第三压カ补偿阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一压カ传感器、第二压カ传感器、第三压カ传感器、第四压カ传感器、第一多路阀、第二多路阀、第三多路阀、第一平衡阀、第二平衡阀、第三平衡阀、第四平衡阀、第二溢流阀、第三溢流阀、液压马达、カ矩转速传感器、第一液压缸、第二液压缸、第一位移传感器、第二位移传感器、第三液压缸、液压锁、第三位移传感器、高压油管、低压油管、回油管；电机与变量泵刚性连接；变量泵的吸油ロ S与油箱连通，变量泵的出油ロ P分别与第一溢流阀的进油ロ P5、减压阀的进油ロ P6、高压管道、变量缸的进油ロ A4连通；变量缸的出油ロ A5与二位三通比例换向阀进油ロ P3连通；二位三通比例换向阀出油ロ B3与变量缸的进油ロ B4连通，二位三通比例换向阀回油ロ T3与油箱连通；第一溢流阀的出油ロ T5与油箱连通；减压阀的出油ロ T6与第一多路阀的先导油ロ xl、第一多路阀的先导油ロ x2、第二多路阀的先导油ロ x5、第二多路阀的先导油ロ x6、第三多路阀的先导油ロ x9、第三多路阀的先导油ロ XlO连通；高压油管分别与第一压カ补偿阀的进油ロ P7、第二压カ补偿阀的进油ロ P12、第三压カ补偿阀的进油ロ P13连通；第一压カ补偿阀的出油ロ T7、第二压カ补偿阀的出油ロ T12、第三压カ补偿阀的出油ロT13分别与第一单向阀的进油ロ P8、第二单向阀的进油ロ P14、第三单向阀的进油ロ P15连通，第一单向阀的出油ロ T8与第一多路阀的进油ロ PlO和第一压カ补偿阀的左控制油ロ x3连通，第二单向阀的出油ロ T14与第二多路阀的进油ロ P16和第二压カ补偿阀的左控制油ロ x7连通，第三单向阀的出油ロ T15与第三多路阀的进油ロ P17和第三压カ补偿阀的左控制油ロ xll连通；第一多路阀的回油ロ TlOa、第一多路阀的回油ロ TlOb、第二多路阀的回油ロ T16a、第二多路阀的回油ロ T16b、第三多路阀的回油ロ T17a、第三多路阀的回油ロ T17b分别与低压油管连通，低压油管通过回油管与油箱连通；第一多路阀的出油ロ BlOa和第一多路阀的出油ロ AlOb连接在一起与第一压カ补偿阀的右控制油ロ x4连通，第一多路阀的出油ロ BlO和第一多路阀的出油ロ AlO分别与第一平衡阀11.1的进油ロ Pll和第二平衡阀的进油ロ P21连通；第二多路阀的出油ロ B16a和第二多路阀的出油ロ A16b连接在一起与第二压カ补偿阀的右控制油ロ x8连通，第二多路阀的出油ロ B16和第二多路阀的出油ロA16分别与第三平衡阀的进油ロ P22和第四平衡阀的进油ロ P23连通；第三多路阀的出油ロ B17a和A17b连接在一起与第三压カ补偿阀的右控制油ロ xl2连通，第三多路阀的出油ロ B17和第三多路阀的出油ロ A17分别与液压锁的进油ロ P18和液压锁的进油ロ P19连通；第一平衡阀的出油ロ Tll与第二平衡阀的控制油ロ xl4、第二溢流阀的进油ロ P24、第三溢流阀的出油ロ T25、液压马达的工作油ロ A13连通；第二平衡阀的出油ロ T21与第一平衡阀的控制油ロ xl3、第二溢流阀的出油ロ T24、第三溢流阀的进油ロ P25、液压马达的工作油ロB13连通；第三平衡阀的出油ロ T22与第四平衡阀的控制油ロ xl6、第一液压缸的无杆腔油ロ、第二液压缸的无杆腔油ロ连通，第四平衡阀出油ロ T23与第三平衡阀的控制油ロ xl5、第一液压缸有杆腔油ロ、第二液压缸有杆腔油ロ连通；液压锁的出油ロ T18与第三液压缸无杆腔油ロ连通，液压锁的出油ロ T19与第三液压缸的有杆腔油ロ连通；力矩转速传感器固定安装在液压马达的输出轴上；第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器的壳体和伸出杆分别固定在第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸的缸体和活塞杆上，第一压カ传感器与第一多路阀出油ロ BlOa和第一多路阀出油ロ AlOb连通，第二压カ传感器与第二多路阀出油ロ B16a和第二多路阀出油ロ A16b连通，第三压カ传感器与第三多路阀出油ロ B17a和第三多路阀出油ロ A17b连通，第四压カ传感器安装变量泵的出油ロ P处油管上。本专利技术与
技术介绍
相比，具有的有益效果是I)系统中液压马达和液压缸分别装有力矩转速传感器和位移传感器，可以实现旋转运动、径向伸缩运动和水平滑移运动的闭环控制，实现管片拼装定位精确控制，提高隧道施工质量。2)采用带有压カ补偿阀的多路阀作为马达和液压缸的控制元件可以获得良好的压カ流量特性，減少阀控制信号和输出流量之间的非线性，降低控制难度，提高拼装运动控制精度。3)采用负载敏感技术，使得变量泵的输出压カ随负载变化而改变，极大地減少了系统节流损失和溢流损失，提高了系统效率，在长距离隧道施工过程中节能效果突出。附图说明附图是本专利技术具体实施的原理示意图。图中1.电机，2.变量泵，3. 二位三通比例换向阀，4.变量缸，5.第一溢流，6.减压阀，7. L第一压カ补偿阀，7. 2 第二压カ补偿阀，7. 3.第三压カ补偿阀，8本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用负载敏感技术的节能型盾构管片拼装定位电液控制系统，其特征在于包括：电机（1）、变量泵（2）、二位三通比例换向阀（3）、变量缸（4）、第一溢流阀（5）、减压阀（6）、第一压力补偿阀（7.1）、第二压力补偿阀（7.2）、第三压力补偿阀（7.3）、第一单向阀（8.1）、第二单向阀（8.2）、第三单向阀（8.3）、第一压力传感器（9.1）、第二压力传感器（9.2）、第三压力传感器（9.3）、第四压力传感器（9.4）、第一多路阀（10.1）、第二多路阀（10.2）、第三多路阀（10.3）、第一平衡阀（11.1）、第二平衡阀（11.2）、第三平衡阀（11.3）、第四平衡阀（11.4）、第二溢流阀（12.1）、第三溢流阀（12.2）、液压马达（13）、力矩转速传感器（14）、第一液压缸（15.1）、第二液压缸（15.2）、第一位移传感器（16.1）、第二位移传感器（16.2）、第三液压缸（17）、液压锁（18）、第三位移传感器（19）、高压油管（20）、低压油管（21）、回油管（22）；电机（1）与变量泵（2）刚性连接；变量泵（2）的吸油口S与油箱连通，变量泵（2）的出油口P分别与第一溢流阀（5）的进油口P5、减压阀（6）的进油口P6、高压管道（20）、变量缸（4）的进油口A4连通；变量缸（4）的出油口A5与二位三通比例换向阀（3）进油口P3连通；二位三通比例换向阀（3）出油口B3与变量缸（4）的进油口B4连通，二位三通比例换向阀（3）回油口T3与油箱连通；第一溢流阀（5）的出油口T5与油箱连通；减压阀（6）的出油口T6与第一多路阀（10.1）的先导油口x1、第一多路阀（10.1）的先导油口x2、第二多路阀（10.2）的先导油口x5、第二多路阀（10.2）的先导油口x6、第三多路阀（10.3）的先导油口x9、第三多路阀（10.3）的先导油口x10连通；高压油管（20）分别与第一压力补偿阀（7.1）的进油口P7、第二压力补偿阀（7.2）的进油口P12、第三压力补偿阀（7.3）的进油口P13连通；第一压力补偿阀（7.1）的出油口T7、第二压力补偿阀（7.2）的出油口T12、第三压力补偿阀（7.3）的出油口T13分别与第一单向阀（8.1）的进油口P8、第二单向阀（8.2）的进油口P14、第三单向阀（8.3）的进油口P15连通，第一单向阀（8.1）的出油口T8与第一多路阀（10.1）的进油口P10和第一压力补偿阀（7.1）的左控制油口x3连通，第二单向阀（8.2）的出油口T14与第二多路阀（10.2）的进油口P16和第二压力补偿阀（7.2）的左控制油口x7连通，第三单向阀（8.3）的出油口T15与第三多路阀（10.3）的进油口P17和第三压力补偿阀（7.3）的左控制油口x11连通；第一多路阀（10.1）的回油口T10a、第一多路阀（10.1）的回油口T10b、第二多路阀（10.2）的回油口T16a、第二多路阀（10.2）的回油口T16b、第三多路阀（10.3）的回油口T17a、第三多路阀（10.3）的回油口T17b分别与低压油管（21）连通，低压油管（21）通过回油管（22）与油箱连通；第一多路阀（10.1）的出油口B10a和第一多路阀（10.1）的出油口A10b连接在一起与第一压力补偿阀（7.1）的右控制油口x4连通，第一多路阀（10.1）的出油口B10和第一多路阀（10.1）的出油口A10分别与第一平衡阀11.1的进油口P11和第二平衡阀的进油口P21连通；第二多路阀（10.2）的出油口B16a和第二多路阀（10.2）的出油口A16b连接在一起与第二压力补偿阀（7.2）的右控制油口x8连通，第二多路阀（10.2）的出油口B16和第二多路阀（10.2）的出油口A16分别与第三平衡阀（11.3）的进油口P22和第四平衡阀（11.4）的进油口P23连通；第三多路阀（10.3）的出油口B17a和A17b连接在一起与第三压力补偿阀（7.3）的右控制油口x12连通，第三多路阀（10.3）的出油口B17和第三多路阀（10.3）的出油口A17分别与液压锁（18）的进油口P18和液压锁（18）的进油口P19连通；第一平衡阀（11.1）的出油口T11与第二平衡阀（11.2）的控制油口x14、第二溢流阀（12.1）的进油口P24、第三溢流阀（12.2）的出油口T25、液压马达（13）的工作油口A13连通；第二平衡阀（11.2）的出油口T21与第一平衡阀（11.1）的控制油口x13、第二溢流阀（12.1）的出油口T24、第三溢流阀（12.2）的进油口P25、液压马...
【技术特征摘要】
1.一种采用负载敏感技术的节能型盾构管片拼装定位电液控制系统，其特征在于包括电机(I)、变量泵(2)、二位三通比例换向阀(3)、变量缸(4)、第一溢流阀(5)、减压阀(6)、第一压力补偿阀(7.1)、第二压力补偿阀(7. 2)、第三压力补偿阀(7. 3)、第一单向阀(8.1)、第二单向阀(8.2)、第三单向阀(8.3)、第一压力传感器(9.1)、第二压力传感器 (9. 2)、第三压力传感器(9. 3)、第四压力传感器(9. 4)、第一多路阀(10.1)、第二多路阀 (10. 2)、第二多路阀(10. 3)、第一平衡阀(11.1)、第_■平衡阀(11. 2)、第二平衡阀(11. 3)、 第四平衡阀(11. 4)、第二溢流阀(12.1)、第三溢流阀(12. 2)、液压马达(13)、力矩转速传感器(14)、第一液压缸(15.1)、第二液压缸(15. 2)、第一位移传感器(16.1)、第二位移传感器(16. 2)、第三液压缸(17)、液压锁(18)、第三位移传感器(19)、高压油管(20)、低压油管 (21)、回油管(22);电机(I)与变量泵(2)刚性连接；变量泵(2)的吸油口 S与油箱连通，变量泵(2)的出油口 P分别与第一溢流阀(5)的进油口 P5、减压阀(6)的进油口 P6、高压管道(20)、变量缸(4)的进油口A4连通；变量缸(4)的出油口 A5与二位三通比例换向阀(3)进油口 P3连通；二位三通比例换向阀(3)出油口 B3与变量缸(4)的进油口 B4连通，二位三通比例换向阀(3)回油口 T3与油箱连通；第一溢流阀(5)的出油口 T5与油箱连通；减压阀 (6)的出油口 T6与第一多路阀(10.1)的先导油口 xl、第一多路阀(10.1)的先导油口 x2、 第二多路阀(10. 2)的先导油口 x5、第二多路阀(10. 2)的先导油口 x6、第三多路阀(10. 3) 的先导油口 x9、第三多路阀(10. 3)的先导油口 XlO连通；高压油管(20)分别与第一压力补偿阀(7.1)的进油口 P7、第二压力补偿阀(7. 2)的进油口 P12、第三压力补偿阀(7. 3)的进油口 P13连通；第一压力补偿阀(7.1)的出油口 T7、第二压力补偿阀(7. 2)的出油口 T12、第三压力补偿阀(7. 3)的出油口 T13分别与第一单向阀(8.1)的进油口 P8、第二单向阀(8. 2) 的进油口 P14、第三单向阀(8. 3)的进油口 P15连通，第一单向阀(8.1)的出油口 T8与第一多路阀(10.1)的进油口 PlO和第一压力补偿阀(7.1)的左控制油口 x3连通，第二单向阀 (8. 2)的出油口 T14与第二多路阀(10. 2)的进油口 P16和第二压力补偿阀(7. 2)的左控制油口 x7连通，第三单向阀(8. 3)的出油口 T15与第三多路阀(10. 3)的进油口 P17和第三压力补偿阀(7. 3)的左控制油口 xll连通；第一多路阀(10.1)的回油口 TlOa、第一多路阀(10.1)的回油口 TlOb、第二多路阀(10. 2)的回油口 T16a、第二多路阀(10. 2)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚国芳，王林涛，杨华勇，杨旭，陈馈，侯典清，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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