一種隧道襯砌臺車的全自動液壓走行系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及液壓走行裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于隧道襯砌臺車的全自動控制的液壓走行系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大坡度隧道襯砌臺車主要用于水利水電隧道的施工。目前在一些水利水電隧道施工中的襯砌臺車，其走行機(jī)構(gòu)主要采用手動控制爬靴式走行機(jī)構(gòu)，如專利CN202866827U中的走行機(jī)構(gòu)，其走行原理可簡述為:配合簡單的傳感器手動控制兩組行走機(jī)構(gòu)在頂推油缸的作用下交替工作，推動臺車向前行走。如圖1所示，主要結(jié)構(gòu)包括01爬靴、02軌道、03液壓缸、04傳感器、05頂推支座。如圖2所示，其中爬靴011為倒置U型結(jié)構(gòu)，扣在軌道之上；軌道由021擋塊、022H型鋼等組成，若干擋塊等間距焊接在H型鋼上表面。
[0003]但現(xiàn)有的手動控制爬靴式走行機(jī)構(gòu)存在如下所述的明顯不足:
[0004]1、采用手動控制，使用不便捷，且難以實現(xiàn)同步控制；沒有預(yù)警功能。
[0005]2、其安全性不高，U型結(jié)構(gòu)爬靴容易脫鉤；且主要受力部位擋塊的牢固性取決于焊接的質(zhì)量，存在安全隱患。
[0006]3、不能實現(xiàn)雙向行走，使用不方便，功能受到限制。
[0007]4、不能實現(xiàn)連續(xù)走行，一次走行結(jié)束后需重新啟動油缸。
[0008]5、不能根據(jù)使用工況調(diào)整臺車重心，走行不平穩(wěn)。
[0009]因此，本領(lǐng)域需要提供一種新的用于隧道襯砌臺車的全自動控制的液壓走行系統(tǒng)，以解決上述至少部分技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]因此，本實用新型提供一種隧道襯砌臺車的全自動液壓走行系統(tǒng)，所述走行系統(tǒng)包括在走行方向上位于前后的第一頂推裝置和第二頂推裝置、位于前后的第一頂升裝置和第二頂升裝置、設(shè)置在地面的兩條平行軌道以及控制系統(tǒng)，所述第一頂推裝置和第二頂推裝置均包括位于兩平行軌道上的兩個平行的頂推單件，所述第一頂升裝置和第二頂升裝置均包括位于兩平行軌道上的兩個平行的頂升單件；所述控制系統(tǒng)中包含用于控制同一頂推裝置中兩個頂推單件同步頂伸和同步收縮的控制模塊；且所述頂推單件包括與軌道接觸的頂推機(jī)構(gòu)、與隧道襯砌臺車接觸的油缸座、以及連接在所述頂推機(jī)構(gòu)和油缸座之間的頂推油缸和傳感器及電控開關(guān)；所述頂升單件包括與隧道襯砌臺車接觸的頂升油缸；所述頂推機(jī)構(gòu)包括與軌道接觸的用于導(dǎo)向和支撐的導(dǎo)向輪，機(jī)架，用于所述頂推機(jī)構(gòu)行走和換向的逆止彈簧、換向裝置、限位軸、扳手、鉸接軸，以及用于防止所述頂推機(jī)構(gòu)脫軌的滑槽、滑塊、壓緊螺栓。
[0011]在一種具體的實施方式中，所述傳感器及電控開關(guān)包括用于檢測液壓系統(tǒng)壓力的壓力傳感器、用于檢測各油缸伸縮量的位移傳感器、用于檢測頂推機(jī)構(gòu)換向裝置位置的接近開關(guān)、和用于保護(hù)頂推油缸極限行程的行程開關(guān)。
[0012]優(yōu)選地，所述頂推油缸平行于軌道設(shè)置，所述頂升油缸垂直于軌道設(shè)置。
[0013]在一種具體的實施方式中，所述走行系統(tǒng)中還包括報警器。
[0014]在一種具體的實施方式中，所述軌道包括位于底端的橫置H型鋼、位于橫置H型鋼上表面中間的中心軌和位于橫置H型鋼上表面兩側(cè)的矩形鋸齒軌，所述導(dǎo)向輪在所述中心軌上滾動，所述換向裝置與矩形鋸齒軌上的矩形鋸齒接觸；所述滑塊和壓緊螺栓設(shè)置在所述矩形鋸齒軌下方以防止所述頂推機(jī)構(gòu)脫軌。
[0015]在一種具體的實施方式中，所述頂升單件還包括與軌道接觸的走行機(jī)構(gòu)10以及位于走行機(jī)構(gòu)10和頂升油缸8之間的支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)9。
[0016]現(xiàn)有的手動控制爬靴式走行機(jī)構(gòu)存在的如下缺陷都在本實用新型中相應(yīng)得到解決。
[0017]1、現(xiàn)有技術(shù)采用手動控制，使用不便捷，且難以實現(xiàn)同步控制；沒有預(yù)警功能。本實用新型全自動走行系統(tǒng)中控制系統(tǒng)6控制同一組頂推裝置中的頂推油缸同步運動，使用時方便且控制精準(zhǔn)。本實用新型中優(yōu)選含有報警器，可起到預(yù)警功能。
[0018]2、現(xiàn)有技術(shù)安全性不高，U型結(jié)構(gòu)爬靴容易脫鉤；且主要受力部位擋塊的牢固性取決于焊接的質(zhì)量，存在安全隱患。本實用新型通過滑槽18、滑塊19、壓緊螺栓20與矩形鋸齒軌52的配合設(shè)置，徹底解決脫鉤脫軌的問題，且所述頂推機(jī)構(gòu)I與軌道5的結(jié)合穩(wěn)固。
[0019]3、現(xiàn)有技術(shù)不能實現(xiàn)雙向行走，使用不方便，功能受到限制。而本實用新型中通過扳手16、逆止彈簧12、換向裝置13、限位軸14、鉸接軸17的設(shè)置使得本實用新型中的頂推裝置可以在兩個相反的方向上自如地切換，而不需要將頂推裝置拆下后再反向安裝以實現(xiàn)反向行走。
[0020]4、現(xiàn)有技術(shù)不能實現(xiàn)連續(xù)走行，一次走行結(jié)束后需重新啟動油缸。而本實用新型中，在一組頂推油缸頂伸時，同時另一組頂推油缸正在完成收縮動作(本實用新型中的一組共兩個頂推油缸同時頂伸即可實現(xiàn)帶動臺車在軌道上行走的功能，而無需兩組共四個頂推油缸同時頂伸來實現(xiàn)帶動臺車在軌道上的行走)，因而本實用新型通過位于行走方向上前后的兩組頂推油缸交替頂伸而實現(xiàn)連續(xù)行走。
[0021]5、現(xiàn)有技術(shù)不能根據(jù)使用工況調(diào)整臺車重心，走行不平穩(wěn)。本實用新型在行走過程中，四個頂升油缸8可分別調(diào)節(jié)伸縮量，進(jìn)而調(diào)整臺車的重心位置，保持臺車的平穩(wěn)。
[0022]因此，本實用新型提供了一種安全性能高、走行平穩(wěn)、操作方便、自動化程度高、控制精度高的用于隧道襯砌臺車的全自動控制的液壓走行系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的隧道襯砌臺車的爬靴式液壓走行機(jī)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的爬靴結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本實用新型中的隧道襯砌臺車全自動液壓走行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本實用新型中的頂推機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4&為圖3中行走方向的工作狀態(tài)，圖4b為與圖3中相反方向行走的工作狀態(tài)；
[0027]圖5為本實用新型中的矩形鋸齒型軌道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本實用新型中的控制系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0029]如圖3所示，大坡度隧道襯砌臺車的全自動液壓走行系統(tǒng)，由I頂推機(jī)構(gòu)、2頂推油缸、3傳感器及電控開關(guān)(位移傳感器、壓力傳感器、接近開關(guān)、行程開關(guān))、4油缸座、5軌道、6控制系統(tǒng)、7軌道固定螺栓、8頂升油缸、9支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、10走行機(jī)構(gòu)組成。
[0030]本系統(tǒng)由兩組頂推油缸(每組頂推油缸均包括沿隧道軸向左右兩個頂推油缸，而圖3中僅顯示了每組頂推油缸的一個頂推油缸)帶動頂推機(jī)構(gòu)在控制系統(tǒng)的作用下交替動作，帶動臺車步進(jìn)運動向前行走。完整的工作過程如下:開啟PLC控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，壓力傳感器檢測液壓系統(tǒng)的壓力、位移傳感器檢測各油缸的伸縮量、接近開關(guān)檢測頂推機(jī)構(gòu)換向裝置的位置并恢復(fù)初始狀態(tài)，如圖3所示，頂推機(jī)構(gòu)中的換向裝置13頂在矩形鋸齒軌道上，PLC控制系統(tǒng)控制前一個頂推油缸2 (圖3右側(cè)油缸)收縮，帶動前一個頂推機(jī)構(gòu)I在軌道上向前滑動，同時，控制后一個頂推油缸頂伸，臺車向前行走，當(dāng)頂推油缸達(dá)到一定的伸縮量，或者說頂推機(jī)構(gòu)越過軌道的一個鋸齒，接近開關(guān)檢測到信號并返回系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制頂推油缸反向動作(同一個頂推油缸的頂伸和收縮動作交替進(jìn)行)，前一個頂推油缸頂伸、臺車向前行走，后一個頂推油缸收縮帶動頂推機(jī)構(gòu)向前滑動，達(dá)到一定伸縮量后，頂推油缸反向動作，此時臺車共行走兩個伸縮量的距離，以此類推同一個頂推油缸交替動作，臺車不斷向前行走。在行走過程中，頂升油缸8可調(diào)節(jié)伸縮量調(diào)整臺車的重心位置，保持臺車的平穩(wěn)。系統(tǒng)中液壓互鎖回路、行程開關(guān)、急停開關(guān)和控制系統(tǒng)中的預(yù)警功能等都可保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
[0031]若臺車需要后退，只需將頂推機(jī)構(gòu)I的位于換向裝置13上的扳手16轉(zhuǎn)到相反方向(此時換向裝置13中的近三角形鋼板的另一個銳角與矩形鋸齒軌上的另一塊矩形鋸齒相接觸卡緊)，在頂推油缸的作用下臺車可連續(xù)步進(jìn)運動實現(xiàn)后退。
[0032]如圖4所示，軌道由51中心軌、52矩形鋸齒軌、53橫置的H型鋼、54加強(qiáng)及固定裝置等組成。為方便加工和運輸，軌道采用分段對接方式用螺栓連接，如圖5所示，中心軌焊接在H型鋼上表面的中心位置。中心軌在對接處一端加工成511梯形榫頭，一端加工成512梯形榫槽。矩形鋸齒軌是由鋼板整體切割成矩形鋸齒狀后，進(jìn)行精加工及表面處理而成。本實例中矩形鋸齒寬約70mm，鋸齒間距可根據(jù)頂推油缸的行程來確定，間距略小于一個頂推油缸的行程，本實例中該間距為500mm。兩條矩形鋸齒軌對稱焊接在H型鋼兩側(cè)，行走過程中，矩形鋸齒軌上的矩形鋸齒用于對頂推機(jī)構(gòu)I限位。本實用新型中，換向裝置13中的近三角形鋼板的兩個銳角處的表面與矩形鋸齒的側(cè)面匹配。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解地，本實用新型中也不僅限于矩形鋸齒軌，如替換為上大下小的等腰梯