[發(fā)明專利]一種盾構機換刀機械臂電液作動器單元測試系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011411355.1
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112555231B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 謝海波;朱濤;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種盾構機換刀機械臂電液作動器單元測試系統。對頂油缸包括對頂油缸小直徑缸筒、對頂油缸大直徑缸筒和對頂油缸共用活塞桿，對頂油缸小直徑缸筒和對頂油缸大直徑缸筒共用一根對頂油缸共用活塞桿，液壓泵站和對頂油缸大直徑缸筒的兩腔體連通，電液作動器經第一手動換向閥和液壓缸的兩腔體連通，電液作動器經第二手動換向閥和對頂油缸小直徑缸筒的兩腔體連通。本發(fā)明給盾構機換刀機械臂電液作動器單元提供占用空間小，成本低的測試系統以及半自動化的測試方法，能夠以簡單的結構全面地模擬機械臂的各種實際加載情況，方便的完成換刀機械臂電液作動器的性能測試以及位置控制實驗。

技術領域

本發(fā)明涉及液壓測試系統領域的一種電液作動器單元測試系統，尤其涉及一種盾構機換刀機械臂電液作動器單元測試系統與測試方法。

背景技術

盾構機是一種隧道施工機械，目前在實際工程中得到了廣泛的應用。盾構機施工過程中刀具消耗大、更換頻繁，換刀作業(yè)時間占隧道施工周期的10％以上，現有換刀工作主要依賴人工作業(yè)，大埋深、高水壓等施工環(huán)境下作業(yè)安全隱患大，易出現人員傷亡等重大安全事故。隨著我國地鐵、公路、鐵路等隧道建設工程量的增長，盾構機的市場將不斷擴大，以高效安全的“機器換人”作業(yè)模式實現換刀作業(yè)勢在必行。盾構機刀盤滾刀更換要求換刀機械臂的作動器具有耐高壓、耐高濕、高功率密度、高度集成等特點。電液作動器 (Electro-Hydrostatic Actuator，EHA)是一種將電機、泵、閥、缸、作動器等分立元件高度集成的一體化執(zhí)行器，具有集成度高、功重比大、可靠性高、效率高、安裝維護性好等優(yōu)點，十分適合作為換刀機械臂的驅動。在實際裝機應用之前，需要搭建模擬實際負載工況的測試系統，對電液作動器的主要性能做測試，包括雙向高壓柱塞泵建立不同壓力所需要的最低轉速，以及執(zhí)行器在不同負載工況下的位置控制精度。而目前市面上常見的液壓泵站最高輸出壓力往往低于25MPa，難以直接用于最高壓力可達35MPa的電液作動器系統的性能測試。

發(fā)明內容

為了解決背景技術中的問題，本發(fā)明提供了一種盾構機換刀機械臂電液作動器單元測試系統與測試方法，結構簡單、成本低廉、操作便利，全面地模擬執(zhí)行器受單向正負載(負載方向與運動方向相反)、負負載(負載方向與運動方向相同)或者雙向正負載的工況，無需在測試階段加工整套復雜、昂貴的機械臂。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

本發(fā)明包括電液作動器、液壓泵站、對頂油缸、液壓缸、第一手動換向閥和第二手動換向閥；對頂油缸包括對頂油缸小直徑缸筒、對頂油缸大直徑缸筒和對頂油缸共用活塞桿，對頂油缸小直徑缸筒和對頂油缸大直徑缸筒共用一根對頂油缸共用活塞桿，液壓泵站和對頂油缸大直徑缸筒的兩腔體連通，電液作動器經第一手動換向閥和液壓缸的兩腔體連通，電液作動器經第二手動換向閥和對頂油缸小直徑缸筒的兩腔體連通。

所述的液壓缸安裝在盾構機刀盤安裝空間的換刀機械臂上，位于盾構機刀盤附近，所述的液壓缸活塞桿處設有第一位移傳感器；所述的液壓缸的無桿腔和有桿腔分別連通液壓缸A油口和液壓缸B油口，液壓缸A油口分別經第二外接溢流閥、第二外接單向閥連通到第一手動換向閥的A口，液壓缸B油口分別經第一外接單向閥、第一外接溢流閥連通到第一手動換向閥的B口；液壓缸A 油口和液壓缸B油口處的油路管道分別設有第二壓力傳感器、第一壓力傳感器。

所述的對頂油缸中，對頂油缸共用活塞桿處設有第二位移傳感器；對頂油缸小直徑缸筒的無桿腔和有桿腔分別連通對頂油缸小直徑缸筒A油口和對頂油缸小直徑缸筒B油口，對頂油缸小直徑缸筒A油口和對頂油缸小直徑缸筒B油口分別連接到第二手動換向閥的A口和B口；對頂油缸大直徑缸筒的有桿腔和無桿腔分別連通對頂油缸大直徑缸筒A油口和對頂油缸大直徑缸筒B油口，液壓泵站中具有液壓泵站壓力表和第五壓力傳感器，液壓泵站壓力表安裝在液壓泵站的溢流閥進油口處，液壓泵站的出口經液壓泵站電磁換向閥分別和對頂油缸大直徑缸筒A油口和對頂油缸大直徑缸筒B油口連通；第五壓力傳感器安裝在液壓泵站壓力表所在的管路上。