一种一拖二预应力智能张拉液压装置技术领域
本实用新型涉及一种液压装置，具体的涉及一种一拖二预应力智能张拉
液压装置。
背景技术
预应力智能张拉系统在国内铁路和公路桥梁建设中已经开始逐步推广，
但是，预应力智能张拉系统中的液压装置，电控系统和软件系统并没有统一
规范化，所导致的最终性能差异也很大。现有的一拖二预应力智能张拉液压
装置只能实现了一个油泵控制一个千斤顶，且结构复杂、控制效果差，可靠
性低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种一拖二预应力智能张拉液
压装置，可以实现了一个油泵控制两个千斤顶，结构简单，控制效果好。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种一拖二预应力智能
张拉液压装置，包括变频器、电机、油泵、液压油箱、千斤顶、位移传感器、
压力传感器、三位四通电磁阀、液压锁、卸荷电磁阀和控制器；
所述变频器与所述电机的输入端相连，所述电机的输出端与所述油泵相
连，所述油泵上设有一个进油口和两个出油口，所述油泵的进油口与所述液
压油箱相连通，所述油泵的两个出油口均分别通过油路管对应的与两个所述
千斤顶连接，两个所述千斤顶的活塞杆上均分别设有位移传感器，两个所述
千斤顶的上腔和下腔中均分别设有一个压力传感器；
所述油泵出油口上的两个油路管上均分别设有所述三位四通电磁阀、液
压锁和卸荷电磁阀，所述三位四通电磁阀的进油P口与所述油泵的一个出油
口相连通，所述三位四通电磁阀的回油T口与所述液压油箱相连通，所述三
位四通电磁阀的A油口和B油口均分别对应与所述液压锁的A1油口和A2油
口相连，所述液压锁的B1油口和B2油口分别与对应油路管上的所述千斤顶
的下腔和上腔对应连接，所述卸荷电磁阀的进油口连接在所述液压锁的B1
油口与对应油路管上的千斤顶的下腔之间，所述卸荷电磁阀的出油口与所述
液压油箱相连通；
所述控制器设有信号输入端和信号输出端，四个所述压力传感器和两个
所述位移传感器均分别与所述控制器的信号输入端相连，所述两个三位四通
电磁阀、两个所述卸荷电磁阀和所述变频器均分别与所述控制器的信号输出
端相连。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种一拖二预应力智能张拉液压
装置充分利用了油泵的两个独立出油口同时控制两个千斤顶，通过变频器控
制调整张拉供油量，节约了能耗，有效地防止油泵使用中油温升高造成的内
漏，传感器测量不准，液压元器件易老化等弊病，延长了本装置的使用寿命；
压力传感器和位移传感器可以实时采集并发送千斤顶张拉力和千斤顶伸长
量给控制器，为控制器提供及时的操作决策数据，从而实现对变频器和卸荷
电磁阀的精确控制，提高张拉精度，而且能对两个独立的同步张拉液压装置
进行同步控制，并为同步张拉液压装置的安全性提供保证。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，在所述油泵出油口上的两个油路管上均分别设有一个溢流阀，
所述溢流阀的一端连接在所述三位四通电磁阀与所述油泵的一个出油口之
间，所述溢流阀的另一端与所述液压油箱相连通。
采用上述进一步方案的有益效果是：一对溢流阀的使用，可以在油压过
高时，打开释放液压油，避免了因油压过高损坏油路，保证了本装置的安全。
进一步，所述油泵的进油口与所述液压油箱之间还设有过滤器，所述油
泵的进油口通过所述过滤器与所述液压油箱相连通。
采用上述进一步方案的有益效果是：过滤器可以对液压油进行过滤，保
证了液压油的纯净，进而保证了油路的畅通。
进一步，所述油泵出油口上的两个油路管上的卸荷电磁阀均为N型电磁
球阀、P型电磁球阀、U型电磁球阀和C型电磁球阀中的任意一种。
进一步，所述油泵出油口上的两个油路管上的三位四通电磁阀均为H型、
F型、G型、T型和V型的三位四通电磁阀中的任意一种。
进一步，所述油泵出油口上的两个油路管上的卸荷电磁阀的进油口均通
过阻尼器连接在所述液压锁的B1油口与相对应的千斤顶的下腔之间。
采用上述进一步方案的有益效果是：阻尼器可减小卸荷电磁阀打开时，
张拉千斤顶产生的作用力对系统产生的冲击，并限制系统压力陡然下降。
附图说明
图1为本实用新型一种一拖二预应力智能张拉液压装置的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、变频器，2、电机，3、油泵，31、第一油路管，32、第二油路管，4、
液压油箱，5、第一千斤顶，6、第二千斤顶，7、第一位移传感器，8、第二
位移传感器，9、第一三位四通电磁阀，10、第二三位四通电磁阀，11、第
一液压锁，12、第二液压锁，13、第一卸荷电磁阀，14、第二卸荷电磁阀，
15、第一压力传感器，16、第二压力传感器，17、第三压力传感器，18、第
四压力传感器，19控制器，20、第一溢流阀，21、第二溢流阀，22、过滤器，
23、第一阻尼器，24、第二阻尼器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解
释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种一拖二预应力智能张拉液压装置，包括变频器1、电
机2、油泵3、液压油箱4、第一千斤顶5、第二千斤顶6、第一位移传感器
7、第二位移传感器8、第一三位四通电磁阀9、第二三位四通电磁阀10、第
一液压锁11、第二液压锁12、第一卸荷电磁阀13、第二卸荷电磁阀14、第
一压力传感器15、第二压力传感器16、第三压力传感器17、第四压力传感
器18和控制器19。
所述变频器1与所述电机2的输入端相连，所述电机2的输出端与所述
油泵3相连，所述油泵3上设有一个进油口和两个出油口，所述油泵3的进
油口通过过滤器22与所述液压油箱4相连通，所述油泵3的一个出油口通
过第一油路管31与所述第一千斤顶5连接，所述第一千斤顶5的活塞杆上
设有所述第一位移传感器7，所述油泵3的另一个出油口通过第二油路管32
与所述第二千斤顶6连接，所述第二千斤顶6的活塞杆上设有第二位移传感
器8。
所述第一油路管31上设有所述第一三位四通电磁阀9、第一液压锁11
和第一卸荷电磁阀13，所述第一三位四通电磁阀9的进油P口与所述油泵3
的一个出油口相连通，所述第一三位四通电磁阀9的回油T口与所述液压油
箱4相连通，所述第一三位四通电磁阀9的A油口和B油口均分别对应与所
述第一液压锁11的A1油口和A2油口相连，所述第一液压锁11的B1油口
和B2油口分别对应与所述第一千斤顶5的下腔和上腔相连通，所述第一卸
荷电磁阀13的进油口通过第一阻尼器23连接在所述第一液压锁11的B1油
口与第一千斤顶5的下腔之间的油路管31上，所述第一卸荷电磁阀13的出
油口与所述液压油箱4相连通，所述第一压力传感器15连接在所述第一千
斤顶5的下腔上，所述第二传感器16连接在所述第一千斤顶5的上腔上，
在所述第一三位四通电磁阀9与所述油泵3的一个出油口之间的油路管31
上设有第一溢流阀20，所述第一溢流阀20的一端连接在所述第一油路管31
上，所述第一溢流阀20的另一端与所述液压油箱4相连通。
所述第二油路管32上设有所述第二三位四通电磁阀10、第二液压锁12
和第二卸荷电磁阀14，所述第二三位四通电磁阀10的进油P口与所述油泵
3的另一个出油口相连通，所述第二三位四通电磁阀10的回油T口与所述液
压油箱4相连通，所述第二三位四通电磁阀10的A油口和B油口均分别对
应与所述第二液压锁12的A1油口和A2油口相连，所述第二液压锁12的B1
油口和B2油口分别对应与所述第二千斤顶6的下腔和上腔相连通，所述第
二卸荷电磁阀14的进油口通过第二阻尼器24连接在所述第二液压锁12的
B1油口与第二千斤顶6的下腔之间的油路管32上，所述第二卸荷电磁阀14
的出油口与所述液压油箱4相连通，所述第三压力传感器17连接在所述第
二千斤顶6的下腔上，所述第四传感器18连接在所述第二千斤顶6的上腔
上，在所述第二三位四通电磁阀10与所述油泵3的另一个出油口之间的油
路管32上设有第二溢流阀21，所述第二溢流阀21的一端连接在所述第一油
路管32上，所述第二溢流阀21的另一端与所述液压油箱4相连通。
所述控制器19设有信号输入端和信号输出端，所述第一压力传感器15、
第二压力传感器16、第三压力传感器17、第四压力传感器18、第一位移传
感器7和第二位移传感器8均分别与所述控制器19的信号输入端相连，所
述第一三位四通电磁阀9、第二三位四通电磁阀10、第一卸荷电磁阀13、第
二卸荷电磁阀14和变频器1均分别与所述控制器19的信号输出端相连。
所述第一卸荷电磁阀13和第二卸荷电磁阀14均为N型电磁球阀、P型
电磁球阀、U型电磁球阀和C型电磁球阀中的任意一种。所述第一三位四通
电磁阀9和第二三位四通电磁阀10均为H型、F型、G型、T型和V型的三
位四通电磁阀中的任意一种。
在本实用新型一种一拖二预应力智能张拉液压装置中，三位四通电磁阀
的A油口和B油口为三位四通电磁阀的四个油口中除了进油P口和回油T口
外的另两个油口；液压锁由两个液控单向阀组成，液压锁的A1油口和B1油
口分别对应为液压锁中的一个液控单向阀的顺向进油口(逆向出油口)和顺
向出油口(逆向进油口)；液压锁的A2油口和B2油口分别对应为液压锁中
的另一个液控单向阀的顺向进油口(逆向出油口)和顺向出油口(逆向进油
口)。
在本实用新型一种一拖二预应力智能张拉液压装置中，变频器1、第一
三位四通电磁阀9、第二三位四通电磁阀10、第一卸荷电磁阀13、第二卸荷
电磁阀14、第一压力传感器15、第二压力传感器16、第三压力传感器17、
第四压力传感器18、第一位移传感器7和第二位移传感器8均通过信号线与
控制器19相连，控制器19通过接收第一压力传感器15、第二压力传感器
16、第三压力传感器17、第四压力传感器18、第一位移传感器7和第二位
移传感器8的检测数据来控制变频器1、第一三位四通电磁阀9、第二三位
四通电磁阀10、第一卸荷电磁阀13和第二卸荷电磁阀14。
具体的，所述变频器1与所述电机2使用电缆连接，通过控制器19控
制变频器1，从而使得变频器1改变所述电机2的工作电源的频率，从而调
整本实用新型装置的张拉速度，进而实现张拉的动态平衡；另外，所述变频
器1不仅可以在所述油泵3不工作时，停止电源输出，降低能耗，而且因变
频器1启动的加速功能，可以避免因所述电机2的频繁突然启动而造成所述
电机2的损坏。
具体的，所述第一位移传感器7安装在所述第一千斤顶5的活塞杆上，
所述第二位移传感器8安装在所述第二千斤顶6的活塞杆上，通过所述第一
位移传感器7和第二位移传感器8可以分别实时动态地采集并发送待拉伸件
两端的伸长量给控制器，以精确地通过所述变频器1控制电机2的转速和控
制第一三位四通电磁阀9、第二三位四通电磁阀10、第一卸荷电磁阀13和
第二卸荷电磁阀14的开启和关闭，从而实现张拉过程的中活塞伸长量的平
衡。
具体的，所述第一压力传感器15连接在所述第一千斤顶5的下腔上，
所述第二传感器16连接在所述第一千斤顶5的上腔上，所述第三压力传感
器17连接在所述第二千斤顶6的下腔上，所述第四传感器18连接在所述第
二千斤顶6的上腔上，通过所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压
力传感器和第四压力传感器可以分别对应的实时动态地采集第一千斤顶5上
腔、第一千斤顶5下腔、第二千斤顶6上腔和第二千斤顶6下腔中的油压，
并将对应的油压并发送给控制器，以精确地通过所述变频器1控制所述电机
2的转速和控制第一三位四通电磁阀9、第二三位四通电磁阀10、第一卸荷
电磁阀13和第二卸荷电磁阀14的开启和关闭，从而实现张拉过程的自动化
并提高张拉的精度。
具体的所述第一阻尼器23连接在所述第一卸荷电磁阀13的进油口前，
所述第二阻尼器24连接在所述第二卸荷电磁阀14的进油口前，所述第一阻
尼器23和第二阻尼器24可分别对应减小所述第一卸荷电磁阀13和第二卸
荷电磁阀14打开时，所述第一千斤顶5和第二千斤顶6产生的作用力对系
统产生的冲击，并限制系统压力陡然下降。
以下结合附图图1详细说明一下本实用新型一拖二预应力智能张拉液压
装置的工作过程，由于两路油路管的结构和完成同样功能，以下仅以第一油
路管31说明。
当第一三位四通电磁阀9没有得电时，变频1器带动电机2转动，通过
过滤器22将液压油箱4内的液压油吸出，然后通过第一三位四通电磁阀9
的进油P口进入第一三位四通电磁阀9中，此时，液压油直接从第一三位四
通电磁阀9的回油T口无压返回液压油箱4。
加载过程：当第一三位四通电磁阀9的右侧电磁铁得电后，液压油通过
第一三位四通电磁阀9的进油P口进入到第一三位四通电磁阀9中，然后从
第一三位四通电磁阀9的A口输出，接着依次通过第一液压锁11的A1油口
和B1油口进入第一千斤顶5的下腔，推动第一千斤顶5活塞向外移动，第
一千斤顶5带动第一位移传感器7往外伸长，以得到第一千斤顶5活塞的外
伸量，当第一千斤顶5活塞前端有阻力时，油压会上升，同时第一千斤顶5
上腔中的液压油依次通过第一液压锁11的B2油口和A2油口流出，然后依
次经过第一三位四通电磁阀9的B口和回油T口返回液压油箱4。
保压过程：当电机2停止转动或第一三位四通电磁阀9失电后，第一液
压锁11的A1油口和B1油口逆向截止将第一千斤顶5下腔液压油堵住，保
持住第一千斤顶5下腔油压，使第一千斤顶5处于保压状态。
卸荷过程：当第一卸荷电磁阀13得电后，第一千斤顶5下腔的高压油
通过第一卸荷电磁阀13的进油口返回液压油箱4，第一千斤顶5下腔的油压
下降。
回程过程：当第一三位四通电磁阀9左侧电磁铁得电后，液压油箱4中
的液压油通过第一三位四通电磁阀9的进油P口进入，然后从第一三位四通
电磁阀9的B口输出，接着依次通过第一液压锁11的A2油口和B2油口进
入第一千斤顶5的上腔，推动第一千斤顶5活塞向回移动，第一千斤顶5带
动第一位移传感器7往回缩短，同时第一千斤顶5下腔的液压油依次通过第
一液压锁11的B1油口和A1油口流出，再依次经过第一三位四通电磁阀9
的A油口和回油T口返回液压油箱。当第一千斤顶5退到底后，第一千斤顶
5上腔的油压开始上升，控制器19检测到第一千斤顶5上腔油压达到设定值
后，控制器19控制第一三位四通电磁阀失电，停止工作。
本实用新型一种一拖二预应力智能张拉液压装置两侧的油路管对称，工
作原理一样，所以第二千斤顶的工作原理与第一千斤顶的工作原理相同。
本实用新型的优点在于：1、由于本实用新型的一拖二预应力智能张拉
液压装置充分利用了油泵的两个独立出油口同时控制两个千斤顶，实现了两
套油泵可以同时控制四个千斤顶的张拉方案。2、由于使用了三位四通电磁
阀和卸荷电磁阀的开启和关闭不需要人工操作而是通过控制器进行自动化
控制，因而需要的操作人员较少且人为因素也大大减少，从而可节省生产成
本，提高张拉精度；3、压力传感器和位移传感器可以实时采集并发送千斤
顶张拉力和千斤顶伸长量给控制器，为控制器提供及时的操作决策数据，从
而不仅能实现对张拉装置的精确控制，进而提高张拉精度，而且能对两个独
立的同步张拉液压装置进行同步控制，并为同步张拉液压装置的安全性提供
保证。4、通过变频器控制调整张拉供油量，节约了能耗，有效地防止油泵
使用中油温升高造成的内漏，传感器测量不准，液压元器件易老化等弊病。
同时提高了张拉控制的精确度，降低了液压系统的复杂性，提高了整个产品
的可靠性和可维修性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均
应包含在本实用新型的保护范围之内。