一種管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體壓力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是一種用于非硬巖類地質(zhì)隧道施工的大型復(fù)雜掘進(jìn)裝備，它能夠?qū)崿F(xiàn)隧道施工過程中的開挖、支護(hù)、排渣、襯砌等步驟的工廠化、自動(dòng)化作業(yè)。與采用人工開挖的隧道施工方法相比，盾構(gòu)法隧道施工不僅安全、高效，而且極大的提高了隧道的質(zhì)量，降低了對(duì)隧道周圍環(huán)境的影響，因此越來越多的隧道采用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行開挖。
[0003]管片拼裝機(jī)是盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的關(guān)鍵組成部分，主要負(fù)責(zé)將管片拼接成環(huán)，形成襯砌，從而對(duì)開挖成型的隧道壁面進(jìn)行支護(hù)。管片拼裝的具體過程如下:首先，管片拼裝機(jī)從管片輸運(yùn)車上抓取管片，然后通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、隧道徑向和軸向的平移運(yùn)動(dòng)三個(gè)定位運(yùn)動(dòng)將管片搬運(yùn)到其目標(biāo)位置點(diǎn)，之后通過俯仰、偏轉(zhuǎn)和橫搖三個(gè)姿態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)將管片的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，以使管片與鄰接管片良好配合，最后用連接螺栓將安裝到位的管片進(jìn)行固定與連接，從而形成襯砌。隧道施工過程中管片拼裝工作量大、耗時(shí)長(zhǎng)，因此要求管片拼裝機(jī)具有較高的運(yùn)動(dòng)速度以提高拼裝效率；管片拼裝定位精度直接影響襯砌質(zhì)量，因此要求大慣量管片拼裝機(jī)高速運(yùn)動(dòng)過程中具有較高的運(yùn)動(dòng)控制精度。
[0004]管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)具有負(fù)載慣量大、運(yùn)動(dòng)范圍廣的特點(diǎn)?，F(xiàn)行管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)采用單一比例閥控制進(jìn)入管片拼裝機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)進(jìn)油口的流量來控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速，液壓馬達(dá)的進(jìn)油口和回油口分別與該比例閥內(nèi)聯(lián)動(dòng)的兩個(gè)節(jié)流口連通，因此無法對(duì)液壓馬達(dá)回油口的壓力進(jìn)行獨(dú)立控制，在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)加速階段，過小的液壓馬達(dá)回油口的節(jié)流口使得馬達(dá)回油口存在較大的背壓，限制了回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的加速能力，使得回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加速過程緩慢；在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減速階段，也無法通過對(duì)馬達(dá)回油口的背壓進(jìn)行控制使管片拼裝機(jī)平穩(wěn)準(zhǔn)確的停車。另一方面，現(xiàn)行管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)中用來進(jìn)行減速和定位的平衡閥，由于其自身較高的開啟壓力、啟閉延遲特性和啟閉時(shí)機(jī)的不可控性，進(jìn)一步降低了管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的定位精度。因此，現(xiàn)行管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)仍然存在較大改善的空間。
[0005]高回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度、高運(yùn)動(dòng)定位精度、低沖擊與能耗是管片拼裝機(jī)的發(fā)展方向。通過對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)油口流量和回油口背壓進(jìn)行獨(dú)立控制對(duì)于改善大慣量管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)特性，提高管片拼裝機(jī)高速運(yùn)動(dòng)過程中的定位精度，降低能耗和大慣量管片拼裝機(jī)高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的沖擊載荷具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種既可以實(shí)現(xiàn)大慣量管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)高速運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)速度和定位精度的準(zhǔn)確控制，又可以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)回油口背壓的控制，可以有效的改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和節(jié)能特性的管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種的管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)，包括電機(jī)、定量泵、溢流閥A、回油管、三位四通比例換向閥A、三位四通比例換向閥B、液壓鎖、溢流閥B、溢流閥C、液壓馬達(dá)、力矩轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器A、壓力傳感器B ;
[0008]所述的電機(jī)與定量泵剛性連接；所述的定量泵的吸油口 S與油箱連通，定量泵的出油口 P分別與溢流閥A的進(jìn)油口 P3、三位四通比例換向閥A的進(jìn)油口 P5和三位四通比例換向閥B的進(jìn)油口 PlO連通；三位四通比例換向閥A的出油口 B5和三位四通比例換向閥B的出油口 BlO均封?。凰龅娜凰耐ū壤龘Q向閥A的出油口 A5和三位四通比例換向閥B的出油口 AlO分別與液壓鎖的油口 P6和油口 P9連通，液壓鎖的油口 T6分別與溢流閥B的進(jìn)油口 P7和液壓馬達(dá)的油口 A8連通，溢流閥B的出油口 T7與油箱連通；液壓馬達(dá)的另外一個(gè)油口 B8分別與溢流閥C的進(jìn)油口 P8和液壓鎖的油口 T9連通，溢流閥C的出油口 T8與油箱連通；液壓鎖的油口 P9與三位四通比例換向閥B的出油口 AlO連通，三位四通比例換向閥A的回油口 T5和三位四通比例換向閥B的回油口 TlO均經(jīng)回油管與油箱連通；力矩轉(zhuǎn)速傳感器固定安裝在液壓馬達(dá)的輸出軸上；壓力傳感器A與三位四通比例換向閥A的出油口 A5連通，壓力傳感器B與三位四通比例換向閥B的出油口 AlO連通。
[0009]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，具有的有益效果是:
[0010]1、由于本發(fā)明采用了兩個(gè)三位四通比例換向閥對(duì)液壓馬達(dá)進(jìn)油口流量和回油口背壓實(shí)施獨(dú)立控制，通過對(duì)管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加速、勻速和減速運(yùn)動(dòng)過程中液壓馬達(dá)回油口的背壓進(jìn)行控制，可以提高管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加速過程中的加速度、降低管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)過程中的能耗和外負(fù)載變化干擾作用下的轉(zhuǎn)速波動(dòng)、提高管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減速運(yùn)動(dòng)過程中的平穩(wěn)性和定位精度，從而使管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)精度均獲得提高。
[0011]2、由于本發(fā)明采用液壓鎖代替平衡閥實(shí)現(xiàn)管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)的保壓和定位，而液壓鎖的開啟和響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于平衡閥，這樣能夠提高管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和閉環(huán)控制過程中的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明具體實(shí)施的原理示意圖。
[0013]圖中:1、電機(jī)，2、定量泵，3、溢流閥A，4、回油管，5、三位四通比例換向閥A，6、液壓鎖，7、溢流閥B，8、液壓馬達(dá)，9、力矩轉(zhuǎn)速傳感器，1、壓力傳感器A，11、壓力傳感器B，12、三位四通比例換向閥B，13、溢流閥C。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]如圖1所示，一種采用負(fù)載口獨(dú)立控制技術(shù)的管片拼裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電液控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”)，包括電機(jī)1、定量泵2、溢流閥A3、回油管4、三位四通比例換向閥A5、三位四通比例換向閥B12、液壓鎖6、溢流閥B7、溢流閥C13、液壓馬達(dá)8、力矩轉(zhuǎn)速傳感器9、壓力傳感器A10、壓力傳感器BI I ;電機(jī)I與定量泵2剛性連接；定量泵2的吸油口 S與油箱連通，定量泵2的出油口 P分別與溢流閥A3的進(jìn)油口 P3、三位四通比例換向閥A5的進(jìn)油口P5、三位四通比例換向閥B12的進(jìn)油口 PlO連通；三位四通比例換向閥A5的出油口 B5、三位四通比例換向閥B12的出油口 BlO均封住；三位四通比例換向閥A5的出油口 A5、三位四通比例換向閥B12的出油口 AlO分別與液壓鎖6的油口 P6、油口 P9連通，液壓鎖6的油口T6與溢流閥B7的進(jìn)油口 P7和液壓馬達(dá)8的油口 A8連通，溢流閥B7的出油口 T7與油箱連通；液壓馬達(dá)8的另外一個(gè)油口 B8與溢流閥C13的進(jìn)油口 P8和液壓鎖6的油口 T9連通，溢流閥C13的出油口 T8與油箱連通；液壓鎖6的一個(gè)油口 P9與三位四通比例換向閥B12的出油口 AlO連通，三位四通比例換向閥A5的回油口 T5、三位四通比例換向閥B12的回油口 TlO均與回油管4連通，回油管4與油箱連通；力矩轉(zhuǎn)速傳感器9固定安裝在液壓馬達(dá)8的輸出軸上；第一壓力感器10與三位四通比例換向閥A5的出油口 A5連通，第二壓力感器11與三位四通比例換向閥B12的出油口 AlO連通。