1、盾構(gòu)液壓系統(tǒng)原理2008年11月22日主要內(nèi)容一、HERRENKNECH海瑞克土壓平衡盾構(gòu)原理n推進(jìn)系統(tǒng)n刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)n管片安裝機(jī)系統(tǒng)n螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)二、KOMATUSU小松土壓平衡盾構(gòu)原理n推進(jìn)系統(tǒng)n螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)n管片安裝機(jī)系統(tǒng)n注漿系統(tǒng)三、NFM土壓盾構(gòu)原理n推進(jìn)系統(tǒng)n主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)四、泥水盾構(gòu)液壓原理n破碎機(jī)原理n泥水處理系統(tǒng)原理五、常見問題及處理一、海瑞克土壓平衡盾構(gòu)原理一）推進(jìn)系統(tǒng)的特點(diǎn)n實(shí)現(xiàn)的功能：提供盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)的力和速度。實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)轉(zhuǎn)彎以及姿態(tài)調(diào)整。配合拼裝管片。n兩種模式：推進(jìn)模式、管片拼裝模式。n1、推進(jìn)模式：壓力閉環(huán)控制，流量通過電位器調(diào)節(jié)。 油泵壓力處于自動(dòng)工作狀態(tài)，泵出口的

2、電比例溢流閥壓力根據(jù)推進(jìn)油缸壓力傳感器反饋的壓力調(diào)節(jié)。閥組電比例調(diào)速閥從最小流量開始調(diào)節(jié)，電比例溢流閥工作在設(shè)定壓力狀態(tài)。在程序里面可以設(shè)定一些內(nèi)容，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的操作情況。n2、管片安裝模式：油泵壓力通過上位機(jī)設(shè)定，一般設(shè)定為30bar，電比例調(diào)速閥處于關(guān)閉狀態(tài)，電比例溢流閥設(shè)定在高壓狀態(tài)（400bar）n推進(jìn)模式下的調(diào)速特點(diǎn) 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言屬于容積節(jié)流調(diào)速回路的范疇：恒壓變量泵與調(diào)速閥配合調(diào)速。4組調(diào)速閥并在一個(gè)電位器上，用一個(gè)旋鈕統(tǒng)一調(diào)整。恒壓泵根據(jù)調(diào)速閥需要的流量，同時(shí)滿足系統(tǒng)需要的壓力。在推進(jìn)模式時(shí)，恒壓泵的壓力通過電比例溢流閥控制泵的變量先導(dǎo)控制閥。此時(shí)，電比例溢流閥的壓力通過程序設(shè)定

3、。設(shè)定的壓力比四組油缸檢測(cè)的最高壓力高2040bar，用于滿足電比例調(diào)速閥穩(wěn)定流量需要的最小壓差。（關(guān)于這一點(diǎn)可以參考調(diào)速閥的原理，調(diào)速閥是在節(jié)流閥原理的基礎(chǔ)上，做壓力補(bǔ)償，壓力補(bǔ)償?shù)姆绞郊词潜ＷC節(jié)流閥兩端的壓差不受外界的影響和閥開口的影響，這樣輸出的流量始終與閥的調(diào)節(jié)開口成線性的關(guān)系。補(bǔ)償?shù)氖侄我话銥檫M(jìn)口定差減壓的方式。如果進(jìn)口壓力高于負(fù)載很多則能夠滿足壓差的需要，但是更多的壓力損失在減壓的閥口上。）n 推進(jìn)模式下的姿態(tài)調(diào)整，壓力調(diào)整 電比例溢流閥調(diào)整每組輸出的壓力。海瑞克系統(tǒng)中，比例溢流閥的作用：實(shí)際上是面板上的推進(jìn)力電位器旋鈕。從這一點(diǎn)來說，推進(jìn)系統(tǒng)是一個(gè)力控制系統(tǒng)。 比例電磁鐵的特點(diǎn)：

4、水平吸力特性：在電流不變的情況下，保持輸出力大小不變。但是不是閥開口不變，閥的開口會(huì)根據(jù)負(fù)載的波動(dòng)而變化。具體的變化量，與負(fù)載需要的力和速度有關(guān)。n管片安裝模式推進(jìn)缸控制 可實(shí)現(xiàn)單個(gè)油缸的伸縮。當(dāng)在管片安裝狀態(tài)時(shí)，或者說推進(jìn)模式結(jié)束時(shí)。電比例調(diào)速閥和電比例溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)。即選擇常位為關(guān)閉的閥類。這一點(diǎn)可以參考HAWE電比例閥的樣本。海瑞克推進(jìn)系統(tǒng)操作面板電位器說明對(duì)應(yīng)的液壓原理圖上的閥說明REXROTH液壓泵變量控制的原理n配合外界壓力的要求，通過泵排量的改變，自動(dòng)達(dá)到流量的改變。利用泵的出口壓力或一些反饋的壓差與輸入原值（即設(shè)定值）比較，通過變量控制機(jī)構(gòu)的位置變化進(jìn)而控制泵的排量。變量結(jié)

5、構(gòu)是一切變量泵的基礎(chǔ)，一般是指變量閥或缸。一般的變量采用位置反饋（例如電比例流量控制泵）和位移力反饋（例如恒壓泵，負(fù)荷敏感泵）的方式。n變量活塞跟隨先導(dǎo)閥的位移而定位，二者的行程相等或者成一定的比例。先導(dǎo)閥的閥套與變量活塞之間通過連桿相連。變量活塞的大腔是控制敏感腔。變量活塞大小腔的面積比一般為2：1。響應(yīng)時(shí)間一般為幾毫秒到幾十毫秒。但是大部分圖紙上畫的圖形符號(hào)，把先導(dǎo)閥畫為兩位，實(shí)際上是三位，即先導(dǎo)控制閥是比例閥和伺服閥的范疇，肯定存在中位的遮蓋情況。n 變量控制油源，有自控式和他控式。單向變量泵一般采用自控式（例如推進(jìn)系統(tǒng)的恒壓泵），雙向變量泵一般采用他控式（避免換向時(shí)排量為零位，沒有壓力

6、源可以改變擺角的死區(qū)問題，如果采用自控的方式必須利用蓄能器來輔助變量）。n1、需要注意的是自控式單向變量泵，為了解決啟動(dòng)時(shí)是否能產(chǎn)生變量控制所需要的控制油源的問題，一般情況下單向泵設(shè)計(jì)成原始狀態(tài)為最大排量的位置。這一點(diǎn)可以通過變量結(jié)構(gòu)的形式來實(shí)現(xiàn)。n2、對(duì)于他控的雙向變量泵，一般設(shè)計(jì)成原始位置為零排量，即斜盤處于中間位置。恒壓變量泵的特點(diǎn)n1、壓力隨設(shè)定值改變，現(xiàn)在一般通過外加電比例溢流閥作為先導(dǎo)閥來實(shí)現(xiàn)。n2、當(dāng)系統(tǒng)壓力未達(dá)到設(shè)定的壓力前，泵作為定量泵使用，工作在最大排量狀態(tài)。n3、當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，根據(jù)負(fù)載需要的流量要求，泵排量發(fā)生變化，在恒壓狀態(tài)下泵排量可以在0Qmax之間適應(yīng)系統(tǒng)的需要而

7、自動(dòng)改變。比例控制流量調(diào)節(jié)泵的特點(diǎn)n恒流泵、負(fù)荷傳感泵n 1、泵的輸出流量只與輸入的控制信號(hào)相關(guān)，而不受負(fù)載壓力變化的影響。n2、當(dāng)作為負(fù)荷傳感泵使用時(shí)（當(dāng)節(jié)流閥出口有反饋壓力到控制閥芯時(shí)），泵的出口僅比負(fù)載壓力高出一個(gè)定值（用于保證節(jié)流閥的阻力差）。在最高限壓范圍內(nèi)泵始終能自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載的變化。也就是泵始終能工作于與負(fù)載功率匹配的狀況，所謂的功率適應(yīng)泵。n電比例控制泵的功能在，盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)中幾乎沒有使用，僅在管片安裝機(jī)系統(tǒng)中做過嘗試，但是由于泵的位置距離反饋油路太遠(yuǎn)的原因，也沒有使用。n3、在REXTOTH，如果反饋油口堵死，則比例流量調(diào)節(jié)作用不能實(shí)現(xiàn)。二）海瑞克刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)n實(shí)現(xiàn)的功能：可變轉(zhuǎn)

8、速，可正反轉(zhuǎn)，足夠的扭矩，脫困。n變量泵定量馬達(dá)（兩檔排量），閉式容積調(diào)速回路n調(diào)速方法 排量功率復(fù)合控制。 在工作過程中以恒排量控制為主，恒功率的設(shè)定主要體現(xiàn)在功率保護(hù)上。n恒功率控制原理，LV恒功率閥原理。恒功率閥的作用類似于恒功率泵的變量方式，具體功率的設(shè)定，都是通過復(fù)合彈簧來實(shí)現(xiàn)。但是說明一點(diǎn)，任何恒功率閥都是相對(duì)泵的變量曲線設(shè)定的。非互換性。nA4VGHD變量控制原理，液控變量控制。nA6VM變量馬達(dá)，HD和HA控制的不同點(diǎn)。 HD是單獨(dú)的外控變量方式，油源由他控產(chǎn)生。原始狀態(tài)馬達(dá)設(shè)定為大排量狀態(tài)。 HA，自身變量控制，一旦設(shè)定的變量壓力達(dá)到，則馬達(dá)自動(dòng)由小排量變?yōu)榇笈帕俊Ｖ饕獞?yīng)用在

9、汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，起步時(shí)，阻力大壓力高馬達(dá)大排量工作，速度較慢。負(fù)載低時(shí)馬達(dá)小排量高速工作。使用于卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)，負(fù)載相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，可以根據(jù)負(fù)載的不同自動(dòng)改變速度。還有一點(diǎn)值得注意，處于臨界狀態(tài)時(shí)，馬達(dá)的排量可以根據(jù)負(fù)載的情況在最大和最小排量之間無極變化。這種相對(duì)刀盤系統(tǒng)來說，純?cè)趩栴}，關(guān)于這一點(diǎn)值得深入探討。n高低兩檔轉(zhuǎn)速、脫困的操作說明 脫困檔，仍然處在功率保護(hù)線上。n 單馬達(dá)停車制動(dòng) n補(bǔ)油回路 螺桿泵單獨(dú)補(bǔ)油系統(tǒng)n換油回路 靠油泵自身的換油沖洗閥實(shí)現(xiàn)。179、與217的不同點(diǎn)，前者在馬達(dá)側(cè)還有換油閥，后者沒有。具體換油量的大小，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際工況來定。n油泵殼體沖洗回路，在單泵原有基礎(chǔ)上的改進(jìn)

10、。采用節(jié)流溢流聯(lián)合的方式。保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三）海瑞克管片安裝機(jī)系統(tǒng)n實(shí)現(xiàn)的功能：力和速度，六個(gè)自由度。nDFLR泵控原理nBUCHER電比例多路換向閥說明 進(jìn)口定差減壓，壓力補(bǔ)償功能n優(yōu)先控制，恒功率優(yōu)先，流量，壓力nBUCER平衡閥說明 四）海瑞克螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)n實(shí)現(xiàn)的功能：轉(zhuǎn)速和扭矩，正反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可調(diào)。n典型的閉式回路說明nA4VSG EP泵說明二、小松土壓平衡盾構(gòu)液壓系統(tǒng)n一）小松推進(jìn)液壓系統(tǒng)n川崎電比例變量泵K3VG-11FR-OE。n電比例減壓閥控制推進(jìn)力。n推進(jìn)模式和管片安裝模式的壓力設(shè)定。兩級(jí)調(diào)壓閥。n快速回收功能。小松推進(jìn)系統(tǒng)觸摸屏二）小松管片安裝機(jī)液壓系統(tǒng)n閉式帶壓油箱n閥控節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)n6個(gè)自由度控制三）小松注漿系統(tǒng)n注漿沖洗回路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)三、NFM土壓平衡盾構(gòu)液壓系統(tǒng)n一）推進(jìn)系統(tǒng)nNFM推進(jìn)泵A11VOEP2D，電比例流量控制泵，帶有壓力切斷功能。設(shè)定的壓力對(duì)系統(tǒng)起限壓功能。通過改變電比例泵的流量改變最大推進(jìn)速度。n電比例減壓閥控制二）NFM刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)nEP2電比例變排量泵，容積調(diào)速回路；n沒有恒功率功能nA4VG泵本身變異，疊加壓力切斷功能，實(shí)現(xiàn)正常工作和脫困兩種功能。n泵自身帶補(bǔ)油泵，作為補(bǔ)油和變量控制油源nHD液控變量泵馬達(dá)。沒有殼體沖洗功能。n沒有停車制動(dòng)功能。四、泥水盾構(gòu)液壓系統(tǒng)n一）破碎機(jī)系統(tǒng)n壓力開關(guān)控制破碎機(jī)油缸的