针对液压软管卷盘的控制策略及安全监控系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第9卷第2期中国工程机械学报VO1．9No．22011年6月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYJun．2011液压软管卷盘的控制策略及安全监控系统设计李万莉，余清福，薛红梅(同济大学机械工程学院，上海201804)摘要：液压软管卷盘是为地下连续墙施工装置的液压系统提供液压油源的重要部件，软管在卷盘马达作用下随着施工装置的动作同步收放．通过对软管收放过程的分析和计算，得到驱动卷盘所需的扭矩和缠绕角度的关系，指导设计软管收放系统的智能控制策略．基于此策略设计液压软管卷盘的安全监控系统，经现

2、场试验效果良好．关键词：液压软管卷盘；随动系统；可编程序逻辑控制器；安全监控系统中图分类号：TP276文献标识码：A文章编号：1672—5581(2011)02—0171—04ControlstrategyspeculationandsafetymonitoringsystemdesignforhydraulichosereelLIWan—li，yUQing-fu，XUEHong-mei(CollegeofMechanicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Asthehydr

3、aulichosereelisavitalcomponentforoilsupplytothehydrauliicsystemsduringdi—aphramwallconstruction，theretractionofhosesisactuatedbythehosereelmotorandsynchronizedwiththeactionofconstructionequipment．Byanalyzingandcalculatingthehose’Sretractionprocess，therela—tionshipbetweenthehosereel’

4、Sdrivingtorqueandwindingangle，theintelligentcontrolstrategyisac—cordinglydesignedforhose’sretractionsystem．Basedontheon-sitetesting，relevantsafetymonitoringsystemisprovenpromisingforhosereeldesign．Keywords：hydraulichosereel；follow—upsystem；programmablelogiccontroller；safetymonitorin

5、gsys-tern液压软管卷盘是为地下连续墙施工装置的液压系统提供液压油源的重要部件，液压软管一端缠绕在臂架上的卷盘中，另一端与施工装置相连．卷盘由电动机驱动．这种驱动是单向驱动，产生始终要收紧的趋势．当施工装置向上时，卷盘趁势收紧，当施工装置向下运动时，将强制带动软管向下运动，但此时卷盘马达仍试图收紧，因此产生1个张力，可以防止软管松弛．为防止液压软管被拉断，在系统中设置溢流阀．当电动机压力过高以致溢流阀打开．软管受到的拉力由溢流阀的设定压力控制，也取决于软管在卷盘上的作用半径．这个拉力不能太大，以防止软管被拉断或受损．但这个拉力也不能太小，至少不能被软管的

6、悬垂段的重力拉下去．目前，有相当一部分产品未能很好地解决这个问题，这也是施工装置启闭油管(软管)无法随着施工装置的提升自动绕回卷盘，成为施工中最常见故障的最主要原因之一_1]．本文正是针对这一问题，研究连续墙设备在施工过程中软管卷盘受到的扭矩变化规律，以此规律为基础，设计安全软管卷盘监控系统．1软管卷盘随动系统工作原理软管是将高压(30MPa)液压能传递给施工装置的通道，它要随施工装置深入到地下几十米，用以完成施工装置的开启和关闭动作．任意时刻都必须随施工装置同步升降，一旦与施工装置发生缠绕或与墙体发生磨擦而导致破损，后果将不堪设想．为此设计了随动系统．图1为

7、液压软管卷绕系统，图2为软管随动基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2O10BAE00372)作者简介：李万莉(1965一)，女，教授，博士生导师，工学博士．E—mail：cnlwl@tongji．edu．ca学兔兔www.xuetutu.com172中国工程机械学报第9卷系统液压图．图中A1，A2为卷盘电动机进油口，B1，B2为卷盘电动机回油口，C1，C2为卷盘刹车装置进油口，P为卷盘驱动系统供油口，T为卷盘驱动系统回油口，P1为卷盘刹车系统供油口，T1为卷盘刹车系统回油口，S为电动机泄漏油回油口．该系统通过液压电动机给卷盘施以适时变化的合适拉力，使软管始终

8、处于拉紧状态的同时，且拉力不会太小，以