一种液压控制系统及隧道施工设备的制作方法

本技术属于液压工作系统，特别是涉及一种液压控制系统及隧道施工设备。

背景技术：

1、随着地下空间不断开发，配套使用的隧道施工设备也在不断发展，例如钻打炮眼孔的凿岩台车、拼装拱架的拱架台车、喷射混凝土的湿喷台车等。各施工设备的共同点在于均配置有能够上下摆动的工作臂，工作臂上下摆动由变幅油缸驱动。变幅油缸一般为双作用缸，其包括活塞杆和缸筒，活塞杆将缸筒内部划分为有杆腔和无杆腔。无杆腔进油，有杆腔回油，活塞杆伸出，工作臂向上摆；有杆腔进油，无杆腔回油，活塞杆回收，工作臂向下摆。

2、工作臂下摆的过程中，变幅油缸的活塞杆回缩，工作臂的重力会作用在变幅油缸，容易使变幅油缸产生超速问题。为了解决超速问题，现有技术一般会在连接到无杆腔的油路中设置平衡阀，平衡阀的启闭以及开口大小由先导油压和无杆腔油压共同控制。但是，工作臂在下摆时，变幅油缸和工作臂的夹角在不断变化，作用在变幅油缸的载荷也在不断变化。受负载变化的影响，先导油压和无杆腔的油压不断变化，平衡阀容易交替启闭，导致工作臂下降过程中产生抖动现象，运动稳定性不足。

3、经检索分析，申请公布号为cn107934807a的专利文献公开了一种变幅油缸的控制系统，该系统配置有控制平衡阀先导油压的外部先导油源，先导油源和平衡阀的先导口之间连接有压力控制阀，压力控制阀可根据主阀的阀芯位移控制先导油压的压力，从而稳定先导油压的压力以及平衡阀的阀口开度。

4、上述变幅油缸的控制系统虽然可以保持先导油压的稳定，但是无杆腔油压波动同样会影响平衡阀的启闭以及平衡阀的开度大小，上述控制系统在实际使用过程中，仍然存在因负载变化造成无杆腔油压波动，进而造成平衡阀频繁启闭的问题。另外，采用外部油源控制先导油压，在使用过程中若工作臂下降超速，除了关闭主阀之外，还需要再额外控制关闭外部油路，控制系统复杂，存在安全隐患。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种液压控制系统，以解决现有技术中变幅油缸的液压控制系统中的平衡阀因无杆腔油压波动容易频繁启闭的技术问题。本实用新型的目的还在于提供一种隧道施工设备，以解决相同的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型所提供的液压控制系统的技术方案是：

3、液压控制系统，包括主阀和变幅油缸，变幅油缸的无杆腔和主阀之间的油路配置有平衡阀，平衡阀包括主阀口，主阀口和无杆腔之间的油路上还配置有第一节流阀。

4、作为进一步地改进，第一节流阀为第一比例节流阀。

5、作为进一步地改进，液压控制系统还包括检测主阀的阀芯位移的位移传感器，位移传感器与第一比例节流阀的控制器通信连接，以根据主阀的位移信号控制第一比例节流阀的节流孔开度。

6、作为进一步地改进，液压控制系统还包括检测无杆腔油压的压力传感器，压力传感器与第一比例节流阀的控制器通信连接，以根据无杆腔的油压控制第一比例节流阀的节流孔开度。

7、作为进一步地改进，平衡阀包括先导口，先导口和主阀之间连接有先导油路。

8、作为进一步地改进，先导油路上配置有第二比例节流阀。

9、作为进一步地改进，液压控制系统还包括检测主阀的阀芯位移的位移传感器，位移传感器与第二比例节流阀的控制器通信连接，以根据主阀的位移信号控制第二比例节流阀的节流孔开度。

10、作为进一步地改进，变幅油缸的有杆腔和主阀之间的油路上配置有液控单向阀，液控单向阀的液控口与变幅油缸的无杆腔和主阀之间的油路连通。

11、作为进一步地改进，变幅油缸的有杆腔和主阀之间的油路还配置有溢流阀，溢流阀和液控单向阀并联。

12、有益效果是：本实用新型属于改进型发明创造。具体地，当变幅油缸的活塞杆回缩时，无杆腔中的液压油可经第一节流阀向主阀回油，在此过程中，可控制第一节流阀的节流孔的开度，以稳定无杆腔的油压。因此，在实际工作时，无杆腔内的油压可保持在比较稳定的状态，进而解决了因无杆腔油压波动造成的平衡阀频繁启闭的问题，有利于提高工作臂摆动的稳定性。

13、为实现上述目的，本实用新型所提供的隧道施工设备的技术方案是：

14、隧道施工设备，包括工作臂，工作臂配置有驱动其摆动的液压控制系统，液压控制系统包括主阀和变幅油缸，变幅油缸的无杆腔和主阀之间的油路配置有平衡阀，平衡阀包括主阀口，主阀口和无杆腔之间的油路上还配置有第一节流阀。

15、作为进一步地改进，第一节流阀为第一比例节流阀。

16、作为进一步地改进，液压控制系统还包括检测主阀的阀芯位移的位移传感器，位移传感器与第一比例节流阀的控制器通信连接，以根据主阀的位移信号控制第一比例节流阀的节流孔开度。

17、作为进一步地改进，液压控制系统还包括检测无杆腔油压的压力传感器，压力传感器与第一比例节流阀的控制器通信连接，以根据无杆腔的油压控制第一比例节流阀的节流孔开度。

18、作为进一步地改进，平衡阀包括先导口，先导口和主阀之间连接有先导油路。

19、作为进一步地改进，先导油路上配置有第二比例节流阀。

20、作为进一步地改进，液压控制系统还包括检测主阀的阀芯位移的位移传感器，位移传感器与第二比例节流阀的控制器通信连接，以根据主阀的位移信号控制第二比例节流阀的节流孔开度。

21、作为进一步地改进，变幅油缸的有杆腔和主阀之间的油路上配置有液控单向阀，液控单向阀的液控口与变幅油缸的无杆腔和主阀之间的油路连通。

22、作为进一步地改进，变幅油缸的有杆腔和主阀之间的油路还配置有溢流阀，溢流阀和液控单向阀并联。

23、有益效果是：本实用新型属于改进型发明创造。具体地，当变幅油缸的活塞杆回缩时，无杆腔中的液压油可经第一节流阀向主阀回油，在此过程中，可控制第一节流阀的节流孔的开度，以稳定无杆腔的油压。因此，在实际工作时，无杆腔内的油压可保持在比较稳定的状态，进而解决了因无杆腔油压波动造成的平衡阀频繁启闭的问题，有利于提高工作臂摆动的稳定性。

技术特征：

1.液压控制系统，包括主阀和变幅油缸，变幅油缸的无杆腔和主阀之间的油路上配置有平衡阀，平衡阀包括主阀口，其特征是，主阀口和无杆腔之间的油路上还配置有第一节流阀。

2.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征是，第一节流阀为第一比例节流阀。

3.根据权利要求2所述的液压控制系统，其特征是，液压控制系统还包括检测主阀的阀芯位移的位移传感器，位移传感器与第一比例节流阀的控制器通信连接，以根据主阀的位移信号控制第一比例节流阀的节流孔开度。

4.根据权利要求2所述的液压控制系统，其特征是，液压控制系统还包括检测无杆腔油压的压力传感器，压力传感器与第一比例节流阀的控制器通信连接，以根据无杆腔的油压控制第一比例节流阀的节流孔开度。

5.根据权利要求1或2或4所述的液压控制系统，其特征是，平衡阀包括先导口，先导口和主阀之间连接有先导油路。

6.根据权利要求5所述液压控制系统，其特征是，先导油路上配置有第二比例节流阀。

7.根据权利要求6所述的液压控制系统，其特征是，液压控制系统还包括检测主阀的阀芯位移的位移传感器，位移传感器与第二比例节流阀的控制器通信连接，以根据主阀的位移信号控制第二比例节流阀的节流孔开度。

8.根据权利要求1-4任一项所述的液压控制系统，其特征是，变幅油缸的有杆腔和主阀之间的油路上配置有液控单向阀，液控单向阀的液控口与变幅油缸的无杆腔和主阀之间的油路连通。

9.根据权利要求8所述的液压控制系统，其特征是，变幅油缸的有杆腔和主阀之间的油路还配置有溢流阀，溢流阀和液控单向阀并联。

10.隧道施工设备，包括工作臂，工作臂配置有驱动其摆动的液压控制系统，其特征是，液压控制系统为权利要求1-9任一项所述的液压控制系统。

技术总结
本技术属于液压工作系统技术领域，具体提供一种液压控制系统及隧道施工设备。该液压控制系统包括主阀和变幅油缸，变幅油缸的无杆腔和主阀之间的油路配置有平衡阀，平衡阀包括主阀口，主阀口和无杆腔之间的油路上还配置有第一节流阀。该隧道施工设备包括上述的液压控制系统。本技术在与平衡阀的主阀口（与变幅油缸相连）连接的油路上配置控制油压的节流阀，在变幅油缸的活塞杆回缩，即无杆腔向主阀回油时，可主动调整节流阀的节流孔开度，进而控制无杆腔内的油压保持稳定状态，有利于提升工作臂运动时的稳定性。

技术研发人员：阮利超,常威,李皓楠,李光朋,王豪,刘瑞,任学明,牛向军
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司
技术研发日：20240620
技术公布日：2025/3/10