一种隧道台车模板整体式自动调节装置的制作方法

本实用新型涉及隧道台车钢模位置调节领域，特别涉及一种隧道台车模板整体式自动调节装置。

背景技术：

隧道台车是隧道施工中二次衬砌时的一种机械设备，在铁路、公路及水利水电工程中广泛使用。该设备不仅能够提高混凝土的衬砌质量，而且还能加快施工进度，提高工作效率。在隧道施工过程中，由于周围地质岩类型不同，以及隧道内径大小不一，因此隧道台车模板系统应能随不同的工作环境及时调整其工作位置。现阶段施工过程中，通常使用多个液压泵驱动多个液压缸依靠工人经验依次调节每个模板的工作位置，然后通过丝杠固定模板。但是实际工作中，隧道台车所处环境极为复杂，加上工况非线性时变等特点，人工手动调节不切合实际，并且这些调节方式普遍存在调节精度低、效率低及响应不及时等缺点，很难达到工作要求。因此，需要设计一套自动调节装置，确保在任何工况下都能快速准确的调节模板的工作位置，使其满足工作要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单，调节精度高，并且能够自动修正的隧道台车模板整体式调节装置。因模板系统由多片模板纵向焊接而成，并且横向都有左、上、右三块模板铰接，考虑到每片模板与支架的连接方式完全相同，所以仅对单片模板的调整装置进行详细说明，其它模板的调整装置完全相同。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种隧道台车模板整体式自动调节装置，包括控制单元、液压系统和模板系统；

控制单元包括可编程控制器PLC和控制面板，控制面板输出端与可编程控制器PLC输入端连接，可编程控制器PLC输出端分别与电液比例阀、M型三位四通换向阀和Y型三位四通换向阀连接；

液压系统包括油箱、液压泵、电液比例阀、压力继电器、Y型三位四通换向阀和M型三位四通换向阀，油箱连接液压泵，液压泵输出端分别依次通过Y型三位四通换向阀和M型三位四通换向阀与每个液压缸连接，在液压泵输出端与Y型三位四通换向阀之间还连接有液比例阀和压力继电器，所述电液比例阀和压力继电器均安装于每个液压缸进油管主干路，在压力继电器上还设置有蜂鸣器；

模板系统包括上侧模板、左侧模板和右侧模板，上侧模板两端分别与左侧模板和右侧模板转动连接，在上侧模板下方设置有横梁，横梁水平设置，上侧模板与横梁之间通过立柱固定，在横梁两侧分别设置有压力继电器立柱，所述横梁和压力继电器立柱固定连接，在左侧模板与左侧的压力继电器立柱之间设置有多个液压缸，在右侧模板与右侧的压力继电器立柱之间也设置有多个液压缸，每个液压缸缸体一端通过吊耳与横梁或者压力继电器立柱转动连接，液压缸活塞杆一端通过吊耳与右侧模板或者左侧模板转动连接，模板系统根据液压缸伸长量的不同改变其工作位置。本实用新型一种隧道台车模板整体式自动调节装置，通过控制单元控制液压系统，调整模板系统的运动，并最终实现隧道台车多个钢模的位置同步调整，自动化程度高，调整精确，操作简单，大大降低了劳动成本。

进一步改进在于，在油箱与液压泵之间还设置有滤油器；在液压缸的进口和出口还分别设置有双向液压锁，所述双向液压锁与M型三位四通换向阀、Y型三位四通换向阀构成差动连接；在液压系统还设置有电磁溢流阀，所述电磁溢流阀连接液压泵的出油口用于控制进油路的压力，可编程控制器PLC输出端与电磁溢流阀连接；在液压系统还设置有溢流阀，溢流阀分别连接到M型三位四通换向阀和Y型三位四通换向阀的进油口，可编程控制器PLC输出端与溢流阀连接；还设置有补充油液装置，包括单向阀和油箱，单向阀输入端连接油箱，输出端连接Y型三位四通换向阀进油端。

还包括液压缸伸长量检测装置，所述液压缸伸长量检测装置为内置在液压缸内的磁致伸缩传感器，所述磁致伸缩传感器安装于液压缸内部，在液压缸的侧面设置有磁致伸缩传感器接线端，磁致伸缩传感器接线端与可编程控制器PLC的输入端连接，用于实时监测液压缸伸长量，并将数值反馈给可编程控制器PLC。

其中优选的，所述控制面板包括显示器和键盘。

所述模板系统由单个钢板横向焊接，纵向左、上、右三块模板铰接而成，控制单元用于控制流入液压缸的流量及方向，并能够根据液压缸伸长量目标值和反馈值的比较结果自动调节流入液压缸的流量大小和方向，所述控制面板能够向PLC发送液压缸伸长量目标值和显示液压缸伸长量实际值，液压系统接受控制单元发出的指令，实现液压缸的快进、工进、后退，通过双向液压阀的设置能保证液压缸在不工作或出现故障时迅速可靠的锁定模板。

本实用新型比较现有技术的优点：

1、该装置能够通过控制面板设置模板的预定工作位置，并且能够实时监测模板的实际工作位置；

2、设置有液压缸伸长量检测装置，控制器能够根据模板预定工作位置和实际工作位置，自动修正模板的位置；

3、该装置只需一台液压泵即可对多个液压缸同步控制，实现多模板同步调节；

4、磁致伸缩传感器安装于液压缸内部，避免工作环境对传感器精度产生的影响；

5、台车车架收缩时，因模板过重液压缸收缩速度过快，引起供油不足形成油缸进油腔局部真空，发生汽蚀现象，单向阀能够在压力差的作用下及时打开，从油箱中补油至液压缸进油腔，避免出现真空现象，确保液压缸的平稳性。

附图说明

图1是本实用新型的液压缸伸长量检测装置示意图；

图2是本实用新型的电气原理图；

图3是本实用新型的控制流程图；

其中，1-液压缸；2-磁致伸缩传感器接线端；3-右侧模板；4-上侧模板；5-横梁；6-压力继电器立柱；7-左侧模板；8-双向液压锁；9-M型三位四通换向阀；10-Y型三位四通换向阀；11-压力继电器；12-单向阀；13-油箱；14-电液比例阀；15-液压泵；16-滤油器；17-电磁溢流阀；18-溢流阀；19-立柱；20-蜂鸣器；21-磁致伸缩传感器。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。

本实用新型的一种隧道台车模板整体式自动调节装置，包括控制单元、液压系统和模板系统；

控制单元包括可编程控制器PLC和控制面板，控制面板输出端与可编程控制器PLC输入端连接，可编程控制器PLC输出端分别与电液比例阀14、M型三位四通换向阀9和Y型三位四通换向阀10连接，所述控制面板包括显示器和键盘；

液压系统包括油箱13、液压泵15、电液比例阀14、压力继电器11、Y型三位四通换向阀10和M型三位四通换向阀9，油箱13连接液压泵15，液压泵15输出端分别依次通过Y型三位四通换向阀10和M型三位四通换向阀9与每个液压缸1连接，在液压泵15输出端与Y型三位四通换向阀10之间还连接有液比例阀14和压力继电器11，所述电液比例阀14和压力继电器11均安装于每个液压缸1进油管主干路，在压力继电器11上还设置有蜂鸣器20；

模板系统包括上侧模板4、左侧模板7和右侧模板3，上侧模板4两端分别与左侧模板7和右侧模板3转动连接，在上侧模板4下方设置有横梁5，横梁5水平设置，上侧模板4与横梁5之间通过立柱19固定，在横梁5两侧分别设置有压力继电器立柱6，所述横梁5和压力继电器立柱6固定连接，在左侧模板7与左侧的压力继电器立柱6之间设置有多个液压缸1，在右侧模板3与右侧的压力继电器立柱6之间也设置有多个液压缸1，每个液压缸1缸体一端通过吊耳与横梁5或者压力继电器立柱6转动连接，液压缸1活塞杆一端通过吊耳与右侧模板3或者左侧模板7转动连接，模板系统根据液压缸1伸长量的不同改变其工作位置。

其中，在油箱13与液压泵15之间还设置有滤油器16；在液压缸1的进口和出口还分别设置有双向液压锁8，所述双向液压锁8与M型三位四通换向阀9、Y型三位四通换向阀10构成差动连接；在液压系统还设置有电磁溢流阀17，所述电磁溢流阀17连接液压泵15的出油口用于控制进油路的压力，可编程控制器PLC输出端与电磁溢流阀17连接；在液压系统还设置有溢流阀18，溢流阀18分别连接到M型三位四通换向阀9和Y型三位四通换向阀10的进油口，可编程控制器PLC输出端与溢流阀18连接；还设置有补充油液装置，包括单向阀12和油箱13，单向阀12输入端连接油箱13，输出端连接Y型三位四通换向阀10进油端。

还包括液压缸伸长量检测装置，所述液压缸伸长量检测装置为内置在液压缸1内的磁致伸缩传感器21，所述磁致伸缩传感器21安装于液压缸1内部，在液压缸1的侧面设置有磁致伸缩传感器接线端2，磁致伸缩传感器接线端2与可编程控制器PLC的输入端连接，用于实时监测液压缸伸长量，并将数值反馈给可编程控制器PLC。

本实用新型一种隧道台车模板整体式自动调节装置，通过控制单元控制液压系统，调整模板系统的运动，并最终实现隧道台车多个钢模的位置同步调整，自动化程度高，调整精确，操作简单，大大降低了劳动成本。

所述模板系统由单个钢板横向焊接，纵向左、上、右三块模板铰接而成，控制单元用于控制流入液压缸的流量及方向，并能够根据液压缸伸长量目标值和反馈值的比较结果自动调节流入液压缸的流量大小和方向，所述控制面板能够向PLC发送液压缸伸长量目标值和显示液压缸伸长量实际值，液压系统接受控制单元发出的指令，实现液压缸的快进、工进、后退，通过双向液压阀的设置能保证液压缸在不工作或出现故障时迅速可靠的锁定模板。

本实用新型比较现有技术的优点：

1、该装置能够通过控制面板设置模板的预定工作位置，并且能够实时监测模板的实际工作位置；

2、设装置有液压缸伸长量检测装置，控制器能够根据模板预定工作位置和实际工作位置，自动修正模板的位置；

3、该装置只需一台液压泵即可对多个液压缸同步控制，实现多模板同步调节；

4、磁致伸缩传感器安装于液压缸内部，避免工作环境对传感器精度产生的影响；

5、台车车架收缩时，因模板过重液压缸收缩速度过快，引起供油不足形成油缸进油腔局部真空，发生汽蚀现象，单向阀能够在压力差的作用下及时打开，从油箱中补油至液压缸进油腔，避免出现真空现象，确保液压缸的平稳性。

如图2所示，所述滤油器16对油液进行过滤；所述液压泵15向各个液压缸1供油；所述电磁溢流阀17控制进油路的压力；所述电液比例阀14控制流入各油缸的流量；所述压力继电器11实时监测液压回路压力，压力大于或小于设定值蜂鸣器20发出警报；所述单向阀12用于液压杆快速回收时，因供油不足而形成油缸进油腔局部真空发生汽蚀，进而补充一定的油液；所述Y型三位四通换向阀10控制油液的流通方向；所述M型三位四通换向阀9控制液压缸无杆腔油液流出的方向；所述双向液压锁8用于保证液压缸不工作或出现故障时迅速可靠的锁定活塞。

如图3所示，在控制面板中输入液压缸伸长量目标值，控制面板将该值发送到PLC，PLC根据目标值和检测到的反馈值控制电液比例阀14和Y型三位四通换向阀10、M型三位四通换向阀9的工作状态，快进时DT4和DT2得电，液压以差动连接方式进入液压缸1的无杆腔，工进时DT4和DT1得电，油液缓慢流入无杆腔，后退时DT3和DT1得电，油液流入有杆腔。模板位置设定完毕双向液压锁8保压，磁致伸缩传感器实时监测液压杆伸长量，如果伸长量变化在允许范围内PLC不发出任何指令；如果伸长量大于允许范围，PLC发出指令DT3、DT1得电，向液压缸有杆腔供油，缩短液压缸伸长量；如果液压缸伸长量小于允许范围，PLC发出指令DT4向液压缸无杆腔供油，增大液压缸伸长量；如果液压回路中的压力大于或小于设定值，压力继电器11闭合蜂鸣器20发出警报。

以上所述仅为本实用新型的实例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。