维尔特盾构机螺旋输送机机液压系统分析介绍
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盾构机液压系统原理概要盾构机是一种用于隧道挖掘的机械设备,广泛应用于地铁、铁路、公路等建设领域。
盾构机液压系统是支撑其正常运转的重要部分,下面将对盾构机液压系统的原理进行概要介绍。
一、盾构机液压系统的组成盾构机液压系统主要由液压泵、液压缸、液压阀、液压管路等组成。
1.液压泵:是液压系统的核心部件,它可以将机械能转化为液压能,为整个液压系统提供动力。
2.液压缸:是执行元件,可以将液压能转化为机械能,驱动盾构机的刀盘、推进装置等部件运动。
3.液压阀:控制液压系统的流量、压力等参数,保证液压系统的稳定性和可靠性。
4.液压管路:连接液压系统的各个部件,保证液压油的流通。
二、盾构机液压系统的工作原理盾构机液压系统的工作原理可以概括为“压力传递”,即通过液压油的压力推动液压缸的活塞运动,从而驱动盾构机的刀盘、推进装置等部件运转。
具体来说,液压泵将机械能转化为液压能,通过液压管路输送到液压缸,推动活塞运动,从而驱动盾构机的刀盘、推进装置等部件运动。
同时,液压阀控制液压系统的流量和压力,保证液压系统的稳定性和可靠性。
在盾构机液压系统中,液压油的温度和压力是两个非常重要的参数。
如果液压油温度过高,会导致液压油的粘度降低,影响液压系统的性能;如果液压油温度过低,会导致液压油的粘度过高,增加液压系统的阻力。
因此,需要对液压油进行冷却和过滤,保证其正常的工作温度和清洁度。
另外,盾构机液压系统还需要进行定期维护和保养,以保证其正常运转和延长使用寿命。
例如,需要定期更换液压油、清洗液压管路等。
三、盾构机液压系统的特点盾构机液压系统具有以下特点:1.大功率:盾构机需要消耗大量的能量来进行隧道挖掘,因此其液压系统需要具备大功率的特点。
2.高压:为了提高挖掘效率,盾构机的刀盘需要具备高冲击力,因此其液压系统需要具备高压的特点。
3.可靠性高:盾构机的工作环境通常比较恶劣,因此其液压系统需要具备高可靠性的特点,保证其正常运转和延长使用寿命。
盾构机液压系统说明(一)引言概述:盾构机液压系统是盾构机的核心组成部分,它通过液压动力来驱动盾构机的推进、转向和起重等运动,具有重要的作用。
本文将详细介绍盾构机液压系统的组成、工作原理及其在盾构机运行中的应用。
正文内容:一、液压系统的组成1. 液压泵2. 液压缸3. 油箱4. 过滤器5. 电控元件6. 油液供给系统7. 管路和接头二、液压系统的工作原理1. 系统的工作原理概述2. 液压泵的工作原理3. 液压缸的工作原理4. 油液的循环和压力控制5. 电控元件的信号传输和控制原理三、液压系统在盾构机运行过程中的应用1. 推进系统的应用a. 推进装置的工作流程b. 推进过程中液压系统的控制方法c. 推力、推进速度和推进力的调节d. 推进系统的故障处理2. 转向系统的应用a. 转向装置的工作流程b. 转向过程中液压系统的控制方法c. 转向角度、转向速度和转向力的调节d. 转向系统的故障处理3. 起重系统的应用a. 起重装置的工作流程b. 起重过程中液压系统的控制方法c. 起重力、起重速度和起重高度的调节d. 起重系统的故障处理4. 安全系统的应用a. 切割装置的工作流程b. 安全阀和保护装置的作用c. 紧急停机和紧急救援措施d. 安全系统的故障处理5. 其他应用领域a. 盾构机的液压机械传动b. 液压系统的节能措施c. 盾构机液压系统的维护保养d. 盾构机液压系统的发展趋势总结:本文详细介绍了盾构机液压系统的组成、工作原理及其在盾构机运行中的应用。
了解和掌握盾构机液压系统的工作原理和操作方法,对于提高盾构机的运行效率和安全性具有重要意义。
随着科技的不断进步,盾构机液压系统不断更新升级,为盾构工程的顺利实施提供了强大的技术支持。
浅析盾构机液压系统摘要:盾构机全名盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的专用工程机械,目前已经广泛应用在各大城市的地铁施工中。
现代盾构机集光、机、电、液、伺服控制及信息传输等技术于一体,具有切屑岩土、自动换刀、渣土改良输送、管片吊装拼接、隧道衬砌、激光导向和姿态调整等功能,涉及地质、土木、测量、力学、化学、机械、液压流体、电气、控制以及气体检测等学科领域,在众多学科中液压传动与控制在盾构施工中发挥着极其重要的作用,所以有必要对液压系统进行分析,减少故障发生,确保盾构机可以高效地完成施工任务。
关键词:盾构机;液压系统;设计引言盾构机的液压系统不仅影响着盾构机本身机械性能,还影响到工程的质量等问题。
盾构机液压系统的好坏影响着盾构机能否正常运行,如果在平时没有注意对盾构机液压系统进行正确的维护,不仅会造成盾构机的损坏,甚至会影响工程进度,从而耽误工期,造成不必要的时间损失和经济损失。
因此,我们要重视盾构机液压系统的日常维护,也要掌握一些关于盾构机液压系统出现故障时的诊断方法,以便可以更好的使用盾构机进行工作。
1盾构机液压系统组成1.1推进液压系统推进液压系统动力单元由1台电子控制变量柱塞泵和1台恒功率控制柱塞泵提供,通过高压过滤器、控制阀组、高压胶管连接推进油缸。
推进过程分拼装和推进两种模式:在拼装模式中,22条推进油缸分组单独动作,实现管片的拼装工序;在推进模式中22条油缸同时动作,推进速度由阀组上面的比例减压阀控制。
恒功率控制泵为推进阀组和螺旋输送机系统马达高低速控制阀块提供控制油,为推进系统和螺旋输送机马达平稳运行提供保障,如图1所示。
图1推进液压系统简图1.2螺旋输送机液压系统螺旋输送机液压系统为典型的闭式系统,由于系统功率大内部发热升温迅速,其内部集成了一套补油回路,一方面带走系统中大量热量;另一方面对系统进行补油。
补油泵从油箱吸油经过滤器并通过两个单向阀分别对闭式回路两个油口的低压端进行补油,然后主泵的高压端为螺机马达提供高压油。
盾构机推进液压系统设计与过程故障分析摘要:盾构掘进机是一种集机械、电气、液压、测量导向、控制、材料等多学科技术于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备。
盾构法施工以自动化程度高、施工速度快、安全可靠、对周边环境影响小等优点,已广泛用于地铁、地下隧道、饮水工程等项目。
推进系统是盾构机的关键系统,它主要承担着推进任务,同时能够实现姿态控制。
文章简要介绍盾构机的推进液压系统设计等。
关键词:盾构机;推进;液压系统;前言盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
盾构机在实际施工过程中,不同施工地层土质及其土压力的变化会对推进速度及推进压力产生很大影响。
另外,在盾构机实际推进过程中,根据施工要求,还要做出许多动作,比如前倾、后仰、转弯和曲线行进,这些都会导致盾构机的前进方向和设计轴线产生一定偏差。
为了满足实际施工需要,本文对推进速度控制采用比例变量泵来实现;推进压力控制采用分区比例减压阀来实现,以保证系统持续稳定高效工作。
一、盾构机推进液压系统设计1.推进液压系统的动力单元设计推进油缸在实际工作过程中有两种模式∶推进模式和管片拼装模式。
推进模式要求推进力较大、速度较低;管片拼装模式为了提高效率,要求推进缸伸缩速度快而压力不是很高。
结合这种特殊工作模式,得到推进液压系统的动力单元如图1所示。
动力单元由3台泵组成,主泵2采用比例变量泵,它主要为系统提供高压低流量液压油,担任主要的推进任务。
在推进模式下,操作手通过控制主控室的电位计旋钮,直接控制变量泵的斜盘摆角,进而实现推进速度的控制;在管片拼装模式下,该泵以最大流量输出,相当于定量泵使用。
在管片拼装过程中,由于要求推进缸伸缩速度快,而不需要太高压力,可利用双联叶片泵4为系统提供低压大流量液压油,以提高管片的拼装效率。
在盾构机施工过程中,通过推进缸位移传感器反馈液压缸实际行程,通过PLC计算实际运行速度,如果与给定信号产生偏差,利用偏差信号改变泵的排量使液压缸推进速度与设定值相同,使盾构机按照给定的速度前进。
盾构机液压系统盾构液压系统如何实现同步盾构液压系统是盾构机的核心部件,它通过液压传动来实现盾构机的推进、掘进和支护等功能。
在盾构施工过程中,液压系统的同步性是非常重要的,它直接影响到盾构机的稳定性和施工效率。
那么,盾构液压系统如何实现同步呢?下面将从液压系统的结构和工作原理两个方面进行介绍。
一、液压系统的结构盾构液压系统主要由液压泵站、液压缸、液压阀组和控制系统等组成。
液压泵站负责提供液压油源,液压缸负责执行推进和掘进动作,液压阀组负责控制液压油的流向和压力,控制系统负责监测和控制整个液压系统的工作状态。
二、液压系统的工作原理1.液压泵站的工作原理液压泵站是盾构液压系统的动力源,它通过驱动液压泵将液压油从油箱中吸入,并通过高压管路输送到液压缸中。
液压泵站的工作原理主要包括吸油、压油和回油三个过程。
在吸油过程中,液压泵的排油腔与油箱相连,液压泵的吸油腔与液压油箱相连。
当液压泵的排油腔压力低于液压油箱的压力时,液压油会被吸入液压泵的吸油腔。
在压油过程中,液压泵的排油腔与液压缸相连,液压泵的吸油腔与液压油箱相连。
当液压泵的排油腔压力高于液压缸的压力时,液压油会被压— 1 —入液压缸中,从而推动液压缸的活塞运动。
在回油过程中,液压泵的排油腔与液压油箱相连,液压泵的吸油腔与液压缸相连。
当液压泵的排油腔压力高于液压油箱的压力时,液压油会从液压缸中回流到液压油箱中。
2.液压缸的工作原理液压缸是盾构液压系统的执行器,它通过液压油的压力来推动活塞运动。
液压缸的工作原理主要包括液压油的进出和活塞的运动。
当液压油从液压泵站进入液压缸时,液压油的压力作用在活塞上,从而推动活塞向前运动。
当液压油从液压缸中排出时,活塞受到外部力的作用,从而使液压缸的活塞向后运动。
3.液压阀组的工作原理液压阀组是盾构液压系统的控制中心,它通过控制液压油的流向和压力来实现液压系统的同步。
液压阀组的工作原理主要包括流量控制和压力控制两个方面。
在流量控制方面,液压阀组通过调节液压油的流量来控制液压缸的速度。
盾构机液压系统原理一.液压系统原理盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成,液压系统可以说是盾构机的心脏,起着非常重要的作用。
这些系统按其机构的工作性质可分为:1. 盾构机推进及铰接系统2. 刀盘液压系统3. 管片拼装机液压系统4. 辅助液压系统5. 螺旋输送机液压系统6. 冷却过滤系统7. 同步注浆泵液压系统8. 超挖刀液压系统以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外,其余6个液压系统都共用一个油箱,并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。
有的系统还相互有联系。
下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。
(一)盾构机液压推进及铰接系统1、盾构机液压推进(1)盾构机液压推进系统的组成盾构机液压推进系统由液压泵站,调速、调压机构,换向控制阀组及推进油缸组成,32个油缸分16组均布的安装在盾构中体内圆壁上(见图),并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域,为盾构机前进提供推进力、推进速度,通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的转弯调向及纠偏功能。
推进油缸行程2000mm,最大总推力42575KN(350bar),每组油缸中均有一根带有行程传感器。
铰接系统的主要作用是减小盾构机转弯或纠偏时的曲率半径上的直线段,从而减少盾尾与管片、盾体与围岩间的摩擦阻力。
推进油缸布置图(2)推进系统液压泵站:推进系统的液压泵站是由一恒压变量泵(1B001)和恒功率变量泵(1B002)组成的双联泵,功率为75KW,恒压变量泵(1B001)为盾构机推进系统提供恒定的动力,恒功率变量泵(1B002)为辅助系统提供动力。
恒压变量泵(1B001)的压力可通过油泵上的电磁比例溢流阀(A300)调整,流量在0-q max范围内变化时,调整后的泵供油压力保持恒定。
恒压式变量泵常用于阀控系统的恒压油源以避免溢流损失。
由恒压变量泵(1B001)输出的压力油经过方向控制阀组1B003分别送达推进油缸的无杆腔和有杆腔,当三位四通的电磁换向阀0140处于右位工作时压力油通向四组油缸无杆腔,处于左位工作时压力油通向四组油缸有杆腔。
盾构机液压系统说明盾构机是一种广泛应用于隧道挖掘的工程机械,其液压系统是实现其高效运作的重要部分。
本文将详细介绍盾构机液压系统的构成、工作原理及特点。
一、盾构机液压系统的构成盾构机液压系统主要由液压泵、液压缸、液压阀和其他辅助元件组成。
1、液压泵:是液压系统的核心部件,它负责将机械能转化为液压能。
在盾构机中,液压泵通常由电动机或柴油机驱动。
2、液压缸:是执行元件,负责将液压能转化为机械能,推动盾构机的刀盘进行挖掘。
3、液压阀:控制液压油的流向和压力,从而控制液压缸的动作。
4、辅助元件:包括油箱、滤油器、密封件、管道等,它们分别负责储存液压油、过滤杂质、保持密封和输送液压油。
二、盾构机液压系统的工作原理盾构机液压系统的工作原理可以概括为“压力传递”。
当液压泵运转时,它从油箱中吸入液压油,然后通过高压管道将液压油输送到液压缸。
在液压缸内,液压油的压力被转化为推动刀盘运动的机械能。
这个过程不断重复,从而实现了盾构机的连续挖掘。
三、盾构机液压系统的特点盾构机液压系统具有以下特点:1、高压大流量:盾构机在进行隧道挖掘时需要大量的机械能,因此其液压系统通常具有高压大流量的特点。
2、可靠性高:由于隧道挖掘工作的连续性和高强度性,盾构机的液压系统必须具有极高的可靠性。
3、耐高温:由于长时间的连续工作,盾构机的液压系统可能会产生高温,因此其设计和材料必须能够承受高温。
4、维护简便:为了降低运营成本和提高工作效率,盾构机的液压系统应易于维护和保养。
5、节能环保:现代盾构机的液压系统越来越注重节能和环保,例如采用能量回收技术、降低噪音和振动等措施。
6、远程控制:为了提高操作精度和安全性,一些先进的盾构机液压系统采用了远程控制技术,操作者可以在控制室中对设备进行远程操作。
四、总结盾构机的液压系统是实现其高效运作的重要部分。
本文通过对盾构机液压系统的构成、工作原理及特点的详细介绍,使读者对这种广泛应用于隧道挖掘的工程机械有了更深入的了解。
液压系统说明目录一、液压系统的基本元件二、盾构机液压系统说明一、液压系统元件1液压泵液压泵是液压系统的动力元件,按结构可以分为柱塞泵、齿轮泵、叶片泵,按排量可以分为定量泵、变量泵,按输出出口方向又可以分为单向泵、双向泵。
泵都是由电动机或其他原动机带动旋转,通过这种往复的旋转将油不断地输送到管路中,通过各种阀的作用,控制着执行元件的运行。
在大连地铁盾构机中,螺旋输送机使用一个双向变量泵和一个定量泵,推进系统中使用一个大排量的单向变量泵,管片安装机种使用两个单向变量泵,注浆系统中使用一个单向变量泵,辅助系统使用一个单向变量泵。
a.定量齿轮泵注:右侧油液进入泵内,齿轮旋转带动油液从左侧出口流出,排量是一定的c.定量叶片泵注:转子转动,带动叶片推动油液1、2进油,3、4出油,排量一定d.斜盘式柱塞泵注:斜盘由联轴器带动转动,往复吸油、压油,斜盘角度是可以调控的2液压阀液压阀根据作用可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。
压力控制阀可以控制液压回路的压力,如当液压回路中压力过大时,溢流阀或卸荷阀打开泄压。
流量控制阀可以控制液压回路中的流量大小,根据流量的不同可以控制执行元件的速度。
方向控制阀主要控制液压回路中液压油的流动方向,由此可以改变液压油缸的伸缩。
各种阀一般安装在靠近泵的油液管路中,相对来说比较集中,便于检查和维修。
a.单向阀注:油液从P1口进入,克服弹簧力推开单向阀的阀芯,经孔隙从p2口流出,油液只能从p1流向p2b.溢流阀注:油从压力口进入,通过阻尼孔进入后腔,克服弹簧压力,推开阀芯,油液从溢流口c.液控单向阀注:x口接压力油时,阀芯将a与b口堵死,当x口接油箱时,若Pa大于Pb,则从a口进油,打开阀芯,流向b口,若Pb大于Pa时,则油液从b 口流向a口,d.插装阀注:控制油路克服弹簧力,接通进出口,该阀一般用于主油路e.减压阀注:主要用于控制出口压力3液压马达液压马达属于液压系统的执行元件,与液压泵的工作原理相反,液压泵是将其他形式的能(如电能、风能)转化为液压油的动能,而液压马达是将液压油的动能转化为机械能,从而实现马达的旋转带动执行元件的转动。
维尔特盾构机螺旋输送机机液压系统分析介绍摘要:介绍了维尔特盾构机螺旋机液压驱动系统的工作原理与系统集成,系统是半开式液压系统,应用电液比例控制技术对泵排量进行实时调节,变量泵采用了压力切断的自动恒压控制技术。
PLC控制系统总线是西门子PROFIBUS网络通讯 (工业现场总线)。
1、引言土压平衡模式是在盾构开挖时,利用土仓内的土压(泥水压)或加注辅助材料产生的压力来平衡开挖面的土压及地下水压力,以避免掌子面坍塌或地层失水过多而引起地表下沉的一种盾构掘进模式。
土压平衡盾构主要有盾体、刀盘及驱动系统、螺旋输送系统、液压推进系统、土压仓、管片拼装、同步注浆系统以及盾尾密封装置等构成。
由于土压平衡盾构具有排土简单、可靠性高、地层适应性好、对环境影响小等特点,因此被广泛应用于城市地铁、铁路、公路、市政、水利等隧道工程。
螺旋输送机是土压平衡盾构机关键部件之一,螺旋输送机由筒体、驱动装置、螺旋轴、出碴闸门组成。
是土压平衡盾构的排土装置,它的主要作用是将刀盘切下来的泥土从盾构土仓中排出,碴土在螺旋机内向外排出的过程中形成密封土塞,可保持密封土仓内压力稳定在一定范围内。
盾构施工过程中,保持密封土仓内压力与开挖面水土压力保持平衡主要方法是根据土仓压力实时调节螺旋输送机的出土量,这就要求螺旋输送机能根据密闭土仓内压力反馈的信息实时精确调节控制螺旋输送机的转速,随时调整向外排土的速度,实现连续的动态土压平衡过程,确保盾构连续正常向前掘进。
此外,螺旋机闸门在任何情况下都能可靠地关闭防止发生喷涌现象。
2、螺旋输送机液压系统工作原理1、M为电机2、JZ4100为柱塞变量泵及控制油路集成3、DK4100为螺旋机高低速控制阀块4、JV4100为液压马达5、JZ4500为柱塞变量泵6、PV4500为恒压控制阀块集成7、DK4500为JZ4500变量泵的控制阀块集成8、DK4600为螺旋机安全门油缸控制阀块集成9、DK4610为螺旋机机体收缩油缸控制阀块集成 10、DK4530为螺旋机出土口闸门油缸控制阀块集成 11、JW4540为蓄能器 12、DK4540为蓄能器控制阀块集成13、DK4640为拖曳油缸控制阀块集成图1螺旋输送机液压系统图为了克服施工过程中存在的问题以及满足施工要求,设计了一种采用电比例反馈的盾构螺旋输送机液压系统,可实时控制螺旋机的转速,保证施工安全。
盾构机液压系统说明(二)引言概述:盾构机是一种用于地下隧道施工的工程机械设备,在其施工过程中,液压系统起着关键的作用。
本文将对盾构机液压系统进行详细的说明,包括其组成部分、工作原理以及维护保养等方面。
正文:一、液压系统的组成1. 油箱:盾构机液压系统的重要组成部分,用于储存液压油和平衡系统压力。
2. 液压泵:将机械能转换为液压能的装置,驱动液压系统的工作。
3. 液压油过滤器:确保液压油的纯净度,防止污染物进入液压系统。
4. 管路系统:将液压油传输到各液压元件,并实现控制与调节功能。
5. 液压元件:包括液压缸、液压马达、液压阀等,用于执行液压系统的工作任务。
二、液压系统的工作原理1. 压力控制:通过调节液压泵的输出压力,控制液压系统的工作压力。
2. 流量控制:通过调节液压泵的输出流量,并通过液压阀控制流量的分配,实现对液压缸与液压马达的控制。
3. 方向控制:通过液压阀的控制,改变液压流向,实现液压系统的正反转与停止。
4. 力矩控制:通过控制液压马达的输出转矩,实现盾构机工作的力矩调节。
5. 温度控制:通过散热装置、温度传感器等控制装置,对液压油进行冷却或加热,保持液压系统的正常工作温度。
三、液压系统的维护保养1. 定期更换液压油:根据制造商的要求,按时更换液压油,并确保使用合格的液压油。
2. 定期清洗油箱:清洗油箱内的沉淀物与污垢,避免其对液压油的污染。
3. 检查液压管路:定期检查液压管路是否有损坏、松动或泄漏现象,并进行及时修复。
4. 检查液压元件:定期检查液压缸、液压马达、液压阀等元件的工作状态,如有异常应及时更换或维修。
5. 清洗液压过滤器:定期清洗或更换液压过滤器,保持其良好的过滤效果。
结论:盾构机液压系统是盾构施工过程中至关重要的组成部分,其稳定的工作状态对提高施工效率和产品质量具有重要意义。
因此,正确使用和维护液压系统是确保盾构机正常工作的关键。
以上所述的液压系统组成、工作原理与维护保养方法,可供操作人员参考,以确保盾构机液压系统的稳定运行。
高速铁路盾构机螺旋输送机液压系统设计
介绍
本文档旨在介绍高速铁路盾构机螺旋输送机液压系统的设计。
螺旋输送机在盾构机的施工过程中扮演着重要角色,其液压系统的设计对于整个盾构机的稳定运行至关重要。
设计要求
螺旋输送机液压系统的设计需满足以下要求:
1. 提供稳定的动力和控制,确保螺旋输送机的顺畅运转;
2. 控制输送机的速度和方向,以适应不同的施工条件;
3. 提供足够的扭矩和力量,以处理各种施工材料;
4. 设计紧凑、高效的液压系统,使其适应有限的空间和重量限制;
5. 提供可靠的故障诊断和安全保护功能,确保盾构机的安全运行。
设计方案
为了满足上述要求,我们将采用以下设计方案:
1. 液压系统采用电液比例控制技术,以提高系统的响应性和控
制精度;
2. 选用高效液压马达和液压泵,以提供足够的功率和扭矩;
3. 使用多级节流阀和液压缸来控制输送机的速度和方向;
4. 采用液压油冷却器,以确保系统在长时间运行时的稳定性;
5. 配备压力传感器和温度传感器,以实时监测系统的工作状态;
6. 设计系统故障诊断功能,包括液压泵和马达的故障检测和保护;
7. 配备紧急停机装置和安全阀,以确保盾构机在紧急情况下的
安全停止。
总结
本文档介绍了高速铁路盾构机螺旋输送机液压系统的设计。
通
过采用电液比例控制技术、高效液压马达和液压泵,以及完善的故
障诊断和安全保护功能,可以确保螺旋输送机在盾构机施工过程中稳定运行,提高施工效率和安全性。
目录内容提要 (Ⅰ)Summary (Ⅱ)1.绪论 (1)1.1 盾构机中螺旋输送机的工作特点 (1)1.2 国内外盾构机发展现状 (2)1.3 国内外盾构技术的发展趋势 (4)2 盾构机的螺旋输送机液压系统的要求 (6)2.1 工作的环境要求 (6)2.2 主要技术和功能要求 (6)2.3 零部件设计制造的技术要求 (8)3 螺旋输送机液压系统的方案设计 (10)3.1 液压系统的设计概述 (10)3.2 液压系统的设计步骤 (10)3.3 液压系统的设计要求 (10)3.4 确定回路方式 (11)3.5 选用液压油 (11)3.6 选择调速方式 (11)3.7 制定压力控制方案 (13)3.8 制定顺序动作方案 (13)3.9 选择液压动力源 (14)4 螺旋输送机液压系统的设计及计算 (16)4.1 螺旋输送机旋转系统主要液压元件设计计算及选型 (16)4.2 螺旋机液压油缸的设计及计算 (18)4.3 螺旋输送机液压泵的设计计算 (25)4.4 液压系统性能验算 (26)5 液压控制元件与辅助装置的计算与选择 (31)5.1液压阀的选择 (31)5.2液压元件成品列表 (31)5.3 油箱的设计 (33)总结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)内容提要盾构掘进机是城市地铁及地下隧道建设的重要设备,相比原先的钻爆法,其快速高效,安全可靠且施工质量更优,现已成为隧道施工的首选。
螺旋输送机是盾构掘进机最重要组成部分,在稳定开挖面、控制地表沉降方面作用重大;螺旋输送机的液压系统设计是否合理对于盾构掘进机能否达到满意的使用性能至关重要。
深入研究螺旋输送机液压系统的工作原理、结构组成及合理的设计方法,对于我国城市地铁建设及其他基础设施的建设具有重大意义。
文章在简要介绍螺旋输送机的工作原理、功能和结构的基础上,结合中铁十八局提供的技术资料,对盾构掘进机的螺旋输送机的液压系统进行设计。
其中包括对液压系统的要求,螺旋输送机液压系统的设计方案,液压系统的设计和计算,系统液压元件的设计、计算以及液压系统的操作说明。
盾构机各系统原理浅析盾构机是一种用于在地下挖掘隧道或管道的工程机械设备。
它由多个相互协作的系统组成,包括控制系统、切削系统、推进系统、注浆系统和泥水处理系统等。
下面将对盾构机的各个系统进行原理浅析。
1.控制系统盾构机的控制系统是整个设备的中枢神经系统,用于控制盾构机的各个部分和系统的运行。
控制系统包括硬件和软件两个部分。
硬件部分包括控制台、传感器、执行器等,用于接收、处理和传输各种信号,并实现对系统的控制。
软件部分包括程序控制、数据管理和监控等功能,用于实现自动化和智能化控制。
2.切削系统盾构机的切削系统用于掘进地下的土层或岩石,常用的切削方式有土压平衡和泥水平衡两种。
切削系统通常由刀盘、刀具、刀盘替换系统和掘进泥土输送装置等组成。
切削系统通过刀具对地层进行切削破碎,然后通过传送带或螺旋输送机将泥土或岩石从切削面上输送出来。
3.推进系统盾构机的推进系统用于推动盾构机向前行进。
推进系统通常由推进液压缸、推进顶进装置和后承力系统等组成。
推进液压缸通过油压推动盾构机向前行进,推进顶进装置用于良好地保持盾构机与掘进面之间的接触,防止泥土或岩石坍塌。
4.注浆系统盾构机的注浆系统用于在地下施工过程中防止地表沉降,同时加强地下地层的稳定性。
注浆系统通常由注浆管路、注浆泵、注浆混合器和注浆测量仪等组成。
注浆泵将混合好的浆液通过注浆管路注入地下,起到加固地层和控制地表沉降的作用。
5.泥水处理系统盾构机的泥水处理系统用于处理盾构过程中产生的泥浆和废水。
这些泥浆和废水通常含有大量的固体颗粒和化学物质,需要进行过滤、澄清和沉淀等处理步骤,以达到环保要求。
泥水处理系统通常包括砂水分离器、混凝沉淀装置和过滤设备等。
综上所述,盾构机的各个系统相互协作,共同完成地下隧道或管道的施工任务。
控制系统保证各个系统的协调运行,切削系统和推进系统完成地层的掘进和推进,注浆系统加固地层和控制地表沉降,泥水处理系统处理盾构过程中产生的泥浆和废水。
盾构机推进液压系统设计盾构机是一种现代化的地下工程施工设备,它采用液压系统驱动,在地下进行道路、地铁和水力工程等施工作业。
盾构机的液压系统是盾构机重要组成部分,对盾构机的推进、扭矩、切削等操作起着关键作用。
本文将介绍盾构机推进液压系统的基本结构和设计要点。
一、液压系统的基本结构盾构机液压系统的基本结构包括油箱、泵站、液压缸、液压电控系统等。
它们相互协作,完成盾构机的各项工作任务。
1.油箱油箱是盾构机液压系统的储油器,主要用于贮存液压油,防止在使用过程中液压系统油不足。
在油箱中设置了滤油器和散热器,可以保证液压系统油的清洁度和冷却性。
2.泵站泵站是盾构机液压系统的动力源,由电动或柴油机驱动液压泵,使液压油在液压系统中循环输送,从而控制液压缸的工作。
泵站中配有压力计、温度计等仪器,可以监控液压系统的工作状态。
3.液压缸液压缸是盾构机液压系统的执行部件,负责推进盾构机、扭矩传递和刀盘转动等工作。
液压缸的数量和结构因盾构机型号而异。
4.液压电控系统液压电控系统是盾构机液压系统的控制部分,主要包括液压控制器、液压阀和电气控制系统等。
液压控制器负责检测液压油压力、温度等参数,并发出指令控制液压阀开关,从而实现对液压缸的控制。
二、设计要点1.选用适用的液压油液压系统的正常运行需要选用适用的液压油。
盾构机液压系统中常用的液压油为ISO 46或ISO 68级别的液压油。
液压油的粘度过低或过高都会影响液压系统的工作效率和寿命,因此需要根据具体情况选用适合的液压油。
2.保证系统油的清洁度盾构机液压系统的工作环境较为恶劣,易受到灰尘和杂质的污染。
因此,在液压系统中设置滤油器和各种过滤器是非常必要的,可以有效保证系统油的清洁度,避免污染对液压系统造成的损害。
3.合理设计液压回路合理设计液压回路可以有效节约能源,提高液压系统的效率。
在盾构机液压系统中,可以采用并联或级联回路的方式,至于用哪一种方案还需要考虑具体机型和工作环境。
盾构机液压系统原理液压系统原理盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成,液压系统可以说是盾构机的心脏,起着非常重要的作用。
这些系统按其机构的工作性质可分为:盾构机液压推进及铰接系统刀盘切割旋转液压系统管片拼装机液压系统6个上8(一)(1组均布的(2,恒压变范围max 由恒压变量泵输出的高压油分别送达A、B、C、D四组并联的推进方向控制阀组,经过阀组的流量、压力调整和换向后再去控制推进油缸,从而使推进油缸的推进速度、推力大小及方向得到准确控制。
因每组油缸的控制原理都一样,下面就以B组中的第一个油缸控制为例,介绍其作用和工作原理。
油泵输出的高压油经高压管路由B组的P口进入,一路径F1(过滤)→A111(流量调整)→A101(压力调整)→经电液换向阀进入推进油缸。
缸的快进快退,提高工作效率。
A783控制的插装阀。
A403为推进油缸底端预卸荷阀。
阀组中还有液控单向阀、载荷溢流阀,以及A256压力传感器和油缸行程传感器。
四组阀组中的电液换向阀的液控油由定量泵(1P002)经减压阀(1V034)提供。
铰接装置工作模式分三种:铰接装置的动力来源于推进系统的液压泵站中的定量泵(1P002),铰接装置的加载和卸载由(A349)两位两通电液阀控制。
(3)铰接回收(PULL或RETRACTION)模式(减小铰接间隙),定量泵输送来的高压油从阀快(2C001)P口进入,此时(H001)不得电截止,(H002)得电导通,高压油进入铰接油缸的有杆腔使铰接油缸回收。
(4)模式(浮)都不得电闭,油量保保持铰接间(5导通,(H002尾的阻力使流阀(V2)、)的导通截止,在铰接感器的压力(二)系统回路、主主泵外部刀盘旋转时提供转的变化转较大的功率和扭矩,该系统采用3台315KW 的双向变量液压泵并联,带动8台双向两速低速大扭矩液压马达。
下面分别介绍各回路的作用及工作原理。
补油回路:因主工作回路是闭式回路,加之系统功率大,需要进行补油和散热,所以设置了一套补油回路对其进行补油和散热。
维尔特盾构机螺旋输送机机液压系统分析介绍
摘要:介绍了维尔特盾构机螺旋机液压驱动系统的工作原理与系统集成,系统是半开式液压系统,应用电液比例控制技术对泵排量进行实时调节,变量泵采用了压力切断的自动恒压控制技术。
PLC控制系统总线是西门子PROFIBUS网络通讯 (工业现场总线)。
1、引言
土压平衡模式是在盾构开挖时,利用土仓内的土压(泥水压)或加注辅助材料产生的压力来平衡开挖面的土压及地下水压力,以避免掌子面坍塌或地层失水过多而引起地表下沉的一种盾构掘进模式。
土压平衡盾构主要有盾体、刀盘及驱动系统、螺旋输送系统、液压推进系统、土压仓、管片拼装、同步注浆系统以及盾尾密封装置等构成。
由于土压平衡盾构具有排土简单、可靠性高、地层适应性好、对环境影响小等特点,因此被广泛应用于城市地铁、铁路、公路、市政、水利等隧道工程。
螺旋输送机是土压平衡盾构机关键部件之一,螺旋输送机由筒体、驱动装置、螺旋轴、出碴闸门组成。
是土压平衡盾构的排土装置,它的主要作用是将刀盘切下来的泥土从盾构土仓中排出,碴土在螺旋机内向外排出的过程中形成密封土塞,可保持密封土仓内压力稳定在一定范围内。
盾构施工过程中,保持密封土仓内压力与开挖面水土压力保持平衡主要方法是根据土仓压力实时调节螺旋输送机的出土量,这就要求螺旋输送机能根据密闭土仓内压力反馈的信息实时精确调节控
制螺旋输送机的转速,随时调整向外排土的速度,实现连续的动态土
压平衡过程,确保盾构连续正常向前掘进。
此外,螺旋机闸门在任何情况下都能可靠地关闭防止发生喷涌现象。
2、螺旋输送机液压系统工作原理
1、M为电机
2、JZ4100为柱塞变量泵及控制油路集成
3、DK4100为螺旋机高低速控制阀块
4、JV4100为液压马达
5、JZ4500为柱塞变量泵
6、PV4500为恒压控制阀块集成
7、DK4500为JZ4500变量泵的控制阀块集成
8、DK4600为螺旋机安全门油缸控制阀块集成
9、DK4610为螺旋机机体收缩油缸控制阀块集成 10、DK4530为螺旋机出土口闸门油缸控制阀块集成 11、JW4540为蓄能器 12、DK4540为蓄能器控制阀块集成
13、DK4640为拖曳油缸控制阀块集成
图1螺旋输送机液压系统图
为了克服施工过程中存在的问题以及满足施工要求,设计了一种采用电比例反馈的盾构螺旋输送机液压系统,可实时控制螺旋机的转速,保证施工安全。
图1为螺旋输送机液压系统图。
从图1中可以看出螺旋输送机液压系统主要分为两个独立的系统:螺旋机马达控制系统和油缸控制系统。
左侧螺旋机马达控制系统,采用比例变量泵供油,通过安全阀调节系统的最大压力。
当需要调节马达转速时,此液压系统拥有高低速两个档位大范围的调节螺旋机马达转速,通过PLC系统是否为EV4101通电切换CV4101的档位,决定为先导阀芯是否供给高压油,从而实现液压马达的高低速切换。
带比例电磁铁的电气控制可实现泵排量无级变化且可编程设定,随着比例电磁铁的电流的增加,变量泵的排量成比例地相应增加。
此时可根据密闭土仓反馈的实时压力,操作人员通过调速旋钮手动控制螺旋输送机马达转速的大小,配合实时调控土仓压力与开挖面水土压力动态平衡。
液压马达无级调速:当电机M正传时,PLC控制系统根据程序控制为FV4102供电,操作人员通过调速旋钮手动调节可变电阻输入电流,从而控制比例阀芯的导通程度调节从先导泵注入的液压油,使比例滑块按比例滑动,实现变量泵流量的调节。
内置溢流阀实现了超压保护,当回油管压力过高时,内置溢流阀导通,由于阻尼孔产生压降,使内置比例阀导通,比例滑块迅速回到中位,使变量泵停止供油。
当电机反转时,与上类似。
右侧为油缸控制系统,主变量泵带有压力切断功能,压力切断是一种恒压控制,当系统达到预设定的压力时(本系统为100bar),它使泵排量向最小排量处摆动。
此系统通过内置PV4500阀块集成实现。
主驱动变量泵出口处单向阀ZV4504,可防止泵检修或系统停止运行时油液倒流。
压力传感器PI4500检测主油路压力变化。
集成阀块DK4500中CV4506主油路加压控制阀块,当EV4507通电时,变量
泵为主油路供给压力油。
CV4502为主油路溢流阀远程控制阀块。
当EV4503通电时,溢流阀PV4501保压工作。
拖曳油缸控制集成阀块DK4640中,有手动控制阀CV4641控制油缸的伸缩。
平衡阀系统PV4642使系统产生背压,运行平稳,同时拥有过载保护。
节流阀QV4644调节油缸伸缩速度。
螺旋机出土口闸门油缸控制阀块集成DK4530中由电液伺服阀CV4531接收操作盘控制信号使EV4540和EV4541相应动作,实现油缸伸缩。
蓄能器JW4540,平时存储一定量的高压油,保证在液压系统不工作时油缸能回缩关闭出土口闸门,防止喷涌。
油缸位移传感器SF4500精确监控闸门位置,及时反馈到操作室。
螺旋机安全门油缸控制阀块集成中通过电磁阀EV4602和EV4603控制换向阀CV4601相应相位导通,控制安全门的开关,平衡阀系统PV4604使系统产生背压,运行平稳,同时拥有过载保护。
当油缸伸出或回收到位时限位器导通,保证安全门开关到位。
螺旋机机体收缩油缸控制阀块集成DK4610,控制过程与螺旋机安全门油缸控制阀块集成相似。
3、计算机主体控制过程
螺旋输送机变量泵上集成了比例控制阀,配有比例放大器伊顿公司的ER9.3-10型。
控制时,通过可变电阻器调节输入电压,输入信号和转速传感器反馈信号比较后形成控制信号,经过PID调节和功率放大(ER9.3-10型放大器)后,电比例阀实现驱动和控制主变量泵的流量,从而实现对液压马达转速的闭环调节控制。
比例控制的给定输入信号,由PC工控机设定后,反馈到PC机控制界面,同时传输给下位机(PLC),然后通过PLC的模拟量模块进行D\A转换后输入给比例放大器,从而实现螺旋机转速的闭环控制。
4、PLC及电气控制系统
本系统采用可靠性高、控制性强、又便于编程的以PLC为中心的电气控制系统,PLC控制系统采用施耐德公司的Modicon TSX Micro 的PLC模块。
网络结构为西门子PROFIBUS-DP现场总线开放性网络,系统的中央处理器在预定的周期内与分布式I\O站点循环地交换信息,并对总线通信进行控制和管理。
即本系统PLC的CPU集中在操作室一处,通过数据线与分散在各处的I\O模块交换信息,控制管理PLC电气控制系统。
螺旋机液压系统采集的信息主要包括:油箱温度、油箱液位、螺旋机油压(PF4100)、螺旋机过滤器阻塞(PA4100)、螺旋机转速、拖曳油缸油压(PE4643)、螺旋机出土口闸门位移(SF4500)、安全门和螺旋机机体伸缩油缸限位器开关。
螺旋机液压系统控制信号主要包括:螺旋机主油泵调速阀
(FV4101、FV4102)、高低速切换阀CV4101(EV4101)、油缸油泵加压
控制阀块CV4506(EV4507)、溢流阀远程控制阀块CV4502(EV4503)及各个油缸换向阀。
PLC应用软件有一个主程序和若干个子程序构成,用于解决系统中的各类监控需求问题。
维尔特盾构机PLC的应用软件由梯形图和指令两种形式交替编制而成。
PLC软件主要实现的功能:根据来自计算机的操作指令,对盾构机各部分设备进行自动监控;保证PLC系统主从站之间、PLC与计算机之间的数据交换;模拟量的处理和转换;显示各种故障和报警;土压平衡PID控制功能等。
5、故障分析及诊断
维尔特盾构机的螺旋输送机系统是集机、电、液于一体的复杂系统,在使用过程中所发生的故障也是多种多样的。
本文主要针对实际工作中螺旋输送机系统出现的问题,提出一些关于改型盾构机的一些典型故障诊断、排除方法的探讨。
(1)、出土口闸门无法动作。
诊断故障最常用的方法是故障排除法,通常是换向阀上电磁阀断路不工作,从液压管路图(如图1)中,启动JZ4500,泵可正常工作。
启动操作室闸门开关,用万用表检测EV4541和EV4540是否导通,能正常工作。
检测中发现主油路无压力,用万用表检测主油路加压控制阀EV4507断路,接通后,闸门可正常工作。
(2)、控制界面无马达速度显示。
此次问题发生在始发调试阶段,依照电气图,系统接线正确。
应用替代法跟换新的速度传感器,依然无速度显示,跟换接线端子,可正常显示。
诊断为模块出点损坏。
(3)、液压马达旋转方向与操作室控制方向相反。
此问题发生在始
发调试阶段,首先检测电机旋转方向正常,通过油路检查发现由于工作人员的疏忽,将两个注油管路接反了。
调整后,液压马达旋转方向与操作室控制方向同了。
6、结束语
本文介绍了维尔特盾构机螺旋输送系统的液压系统的工作原理和工作中出现的问题。
此系统采用了电液比例控制技术、具有开放式现场网络的PLC控制技术、组态监控系统,是螺旋输送机的驱动和控制更加灵活、方便、可靠。