一種隧道襯砌臺(tái)車的全自動(dòng)液壓走行系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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(tái)車的全自動(dòng)控制的液壓走行系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大坡度隧道襯砌臺(tái)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(tái)車，其走行機(jī)構(gòu)主要采用手動(dòng)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(jiǎn)述為:配合簡(jiǎn)單的傳感器手動(dòng)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(dòng)臺(tái)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(dòng)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(dòng)控制，使用不便捷，且難以實(shí)現(xiàn)同步控制；沒(méi)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(shí)現(xiàn)雙向行走，使用不方便，功能受到限制。
[0007]4、不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)走行，一次走行結(jié)束后需重新啟動(dòng)油缸。
[0008]5、不能根據(jù)使用工況調(diào)整臺(tái)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(tái)車的全自動(dòng)控制的液壓走行系統(tǒng)，以解決上述至少部分技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明提供一種隧道襯砌臺(tái)車的全自動(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)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(tái)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(kāi)關(guān)；所述頂升單件包括與隧道襯砌臺(tái)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(shí)施方式中，所述傳感器及電控開(kāi)關(guān)包括用于檢測(cè)液壓系統(tǒng)壓力的壓力傳感器、用于檢測(cè)各油缸伸縮量的位移傳感器、用于檢測(cè)頂推機(jī)構(gòu)換向裝置位置的接近開(kāi)關(guān)、和用于保護(hù)頂推油缸極限行程的行程開(kāi)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(shí)施方式中，所述走行系統(tǒng)中還包括報(bào)警器。
[0014]在一種具體的實(shí)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(dòng)，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(shí)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(dòng)控制爬靴式走行機(jī)構(gòu)存在的如下缺陷都在本發(fā)明中相應(yīng)得到解決。
[0017]1、現(xiàn)有技術(shù)采用手動(dòng)控制，使用不便捷，且難以實(shí)現(xiàn)同步控制；沒(méi)有預(yù)警功能。本發(fā)明全自動(dòng)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(yùn)動(dòng)，使用時(shí)方便且控制精準(zhǔn)。本發(fā)明中優(yōu)選含有報(bào)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。本發(fā)明通過(guò)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(wèn)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(shí)現(xiàn)雙向行走，使用不方便，功能受到限制。而本發(fā)明中通過(guò)扳手16、逆止彈簧12、換向裝置13、限位軸14、鉸接軸17的設(shè)置使得本發(fā)明中的頂推裝置可以在兩個(gè)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(shí)現(xiàn)反向行走。
[0020]4、現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)走行，一次走行結(jié)束后需重新啟動(dòng)油缸。而本發(fā)明中，在一組頂推油缸頂伸時(shí)，同時(shí)另一組頂推油缸正在完成收縮動(dòng)作(本發(fā)明中的一組共兩個(gè)頂推油缸同時(shí)頂伸即可實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)臺(tái)車在軌道上行走的功能，而無(wú)需兩組共四個(gè)頂推油缸同時(shí)頂伸來(lái)實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)臺(tái)車在軌道上的行走)，因而本發(fā)明通過(guò)位于行走方向上前后的兩組頂推油缸交替頂伸而實(shí)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(tái)車重心，走行不平穩(wěn)。本發(fā)明在行走過(guò)程中，四個(gè)頂升油缸8可分別調(diào)節(jié)伸縮量，進(jìn)而調(diào)整臺(tái)車的重心位置，保持臺(tái)車的平穩(wěn)。
[0022]因此，本發(fā)明提供了一種安全性能高、走行平穩(wěn)、操作方便、自動(dòng)化程度高、控制精度高的用于隧道襯砌臺(tái)車的全自動(dòng)控制的液壓走行系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的隧道襯砌臺(tái)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為本發(fā)明中的隧道襯砌臺(tái)車全自動(dòng)液壓走行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明中的頂推機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4(a)為圖3中行走方向的工作狀態(tài)，圖4(b)為與圖3中相反方向行走的工作狀態(tài)；
[0027]圖5為本發(fā)明中的矩形鋸齒型軌道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明中的控制系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖3所示，大坡度隧道襯砌臺(tái)車的全自動(dòng)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(kāi)關(guān)(位移傳感器、壓力傳感器、接近開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)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(gè)頂推油缸，而圖3中僅顯示了每組頂推油缸的一個(gè)頂推油缸)帶動(dòng)頂推機(jī)構(gòu)在控制系統(tǒng)的作用下交替動(dòng)作，帶動(dòng)臺(tái)車步進(jìn)運(yùn)動(dòng)向前行走。完整的工作過(guò)程如下:開(kāi)啟PLC控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，壓力傳感器檢測(cè)液壓系統(tǒng)的壓力、位移傳感器檢測(cè)各油缸的伸縮量、接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)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(gè)頂推油缸2 (圖3右側(cè)油缸)收縮，帶動(dòng)前一個(gè)頂推機(jī)構(gòu)I在軌道上向前滑動(dòng)，同時(shí)，控制后一個(gè)頂推油缸頂伸，臺(tái)車向前行走，當(dāng)頂推油缸達(dá)到一定的伸縮量，或者說(shuō)頂推機(jī)構(gòu)越過(guò)軌道的一個(gè)鋸齒，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到信號(hào)并返回系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制頂推油缸反向動(dòng)作(同一個(gè)頂推油缸的頂伸和收縮動(dòng)作交替進(jìn)行)，前一個(gè)頂推油缸頂伸、臺(tái)車向前行走，后一個(gè)頂推油缸收縮帶動(dòng)頂推機(jī)構(gòu)向前滑動(dòng)，達(dá)到一定伸縮量后，頂推油缸反向動(dòng)作，此時(shí)臺(tái)車共行走兩個(gè)伸縮量的距離，以此類推同一個(gè)頂推油缸交替動(dòng)作，臺(tái)車不斷向前行走。在行走過(guò)程中，頂升油缸8可調(diào)節(jié)伸縮量調(diào)整臺(tái)車的重心位置，保持臺(tái)車的平穩(wěn)。系統(tǒng)中液壓互鎖回路、行程開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)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(yùn)行。
[0031]若臺(tái)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(shí)換向裝置13中的近三角形鋼板的另一個(gè)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(tái)車可連續(xù)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)實(shí)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(yùn)輸，軌道采用分段對(duì)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(duì)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(shí)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(lái)確定，間距略小于一個(gè)頂推油缸的行程，本實(shí)例中該間距為500mm。兩條矩形鋸齒軌對(duì)稱焊接在H型鋼兩側(cè)，行走過(guò)程中，矩形鋸齒軌上的矩形鋸齒用于對(duì)頂推機(jī)構(gòu)I限位。本發(fā)明中，換向裝置13中的近三角形鋼板的兩個(gè)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，本發(fā)明中也不僅限于矩形鋸齒軌，如替換為上大下小的等腰梯形鋸齒軌也是可以的