[发明专利]一种盾构机快速掘进油缸控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种盾构机快速掘进油缸控制系统，其特征在于：包括液压泵站、三位四通换向阀、油缸选择阀组、推进油缸、油箱、增速阀组和盾体，所述液压泵站的出油口与三位四通换向阀的进油口连接，所述三位四通换向阀的第一出油口与油缸选择阀组的进油口连接，所述油缸选择阀组的出油口与推进油缸的无杆腔进油口连接；所述三位四通换向阀的第二出油口与增速阀组的进油口连接，所述增速阀组的出油口与推进油缸的有杆腔进油口连接，所述增速阀组上还设置有增速口，所述增速口与油缸选择阀组的进油口连接；所述三位四通换向阀的回油口与油箱连接；所述推进油缸分别安装在盾体的四个内壁上。

2.根据权利要求1所述的盾构机快速掘进油缸控制系统，其特征在于：所述推进油缸的数量大于4个，所述增速阀组和油缸选择阀组的数量大于2个。

3.根据权利要求1所述的盾构机快速掘进油缸控制系统，其特征在于：所述液压泵站包括液压泵、电机和过滤器，所述液压泵的进油口与油箱连接，所述液压泵的出油口过滤器的进油口连接，所述过滤器的出油口与三位四通换向阀的进油口连接。

4.根据权利要求3所述的盾构机快速掘进油缸控制系统，其特征在于：所述液压泵的出油口还分别与压力表、安全阀进油口和加载阀进油口连接，所述安全阀出油口和加载阀出油口与油箱连接。

5.一种根据权利要求1所述的盾构机快速掘进油缸控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：液压泵站开始工作，将液压油输送到三位四通换向阀，经过三位四通换向阀第一出油口后液压油到达油缸选择阀组；

S2：根据盾构机掘进方向，控制油缸选择阀组给相应的推进油缸通油，液压油进入推进油缸的无杆腔，推进油缸有杆腔的液压油被挤出推进油缸；

S3：推进油缸有杆腔的液压油流入增速阀组，判断盾构机是否需要进行快速掘进，若不需要，则推进油缸有杆腔的液压油经增速阀组后从三位四通换向阀的回油口返回至油箱，若需要，则继续进行以下步骤；

S4：增速阀组将增速口打开，使推进油缸有杆腔的液压油流经油缸选择阀组后流入推进油缸无杆腔，实现推进油缸的快速伸出；判断盾构机是否完成掘进，若未完成掘进，则继续向推进油缸供油，若完成掘进，则进行以下步骤；

S5：三位四通换向阀切换至第二出油口，增速阀组关闭增速口，液压油经过增速阀组后进入推进油缸有杆腔，而推进油缸无杆腔内的液压油则经油缸选择阀组后从三位四通换向阀的回油口返回至油箱。

6.根据权利要求5所述的一种盾构机快速掘进油缸控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，推进油缸的推进速度函数为：

V1＝Q/A (1)

V2＝Q/(A-B) (2)

其中V1代表盾构机正常掘进时推进油缸的速度，V2代表盾构机快速掘进时推进油缸的速度，Q代表液压泵站的液压油流量，A代表推进油缸无杆腔的截面积，B代表推进油缸有杆腔的截面积。