盾构机主要液压系统的工作原理    中山板芙登高车出租, 中山板芙登高车公司, 中山登高车出租    盾构机液压系统由刀盘驱动、盾构推进、螺旋输送机、管片拼装机、铰接机构、液压辅助系统、扩挖刀控制七大系统组成，盾构刀盘驱动液压系统盾构驱动机构包括主轴承、8个液压马达、8个减速器和安装在后配套拖车上的主驱动液压泵站。刀盘通过螺栓与主轴承的内齿圈联接在一起，刀盘驱动系统通过液压马达驱动主轴承的内齿圈来带动刀盘旋转。主油箱、主驱动液压泵、主驱动液压马达、控制阀块、以及其他附件共同组成盾构机刀盘驱动液压回路。盾构刀盘的旋转驱动由液压马达驱动与刀盘一体的内齿圈转动。主驱动液压泵的辅助泵除了给主泵补油外，还作为主泵变量机构的控制油源。变量马达的速度由单独的控制泵控制。马达驱动的目的是为了从刀盘到盾体传递载荷，并驱动刀头旋转，传递掘进需要的扭矩。刀盘的旋转是由液压马达驱动和刀盘支撑环固定为一体的齿圈来实现的。变速马达的转速控制是由变量液压泵流量的变化调节实现的。复合控制方式是刀盘驱动系统中液压泵的主要控制方式：即在系统的盾构机液压系统工作中，液压泵根据先导压力的变化自动调整其斜盘倾斜角度，以便适应不同工况下的压力、流量值。系统中液压马达采用两级变速模式，该马达按照工作压力的变化自动调整斜盘倾斜角度，从而实现变速。控制单元实现对液压马达的正反转、制动与接触的控制。

     盾构机推进液压系统推进液压系统回路，除主要的推进油缸外，主要部件有：主液压油箱、液压油泵、铰接油缸、推力油缸控制阀、铰接油缸控制阀以及其他的若干元件。电机驱动的斜盘式变量轴向柱塞泵通过各阀组控制，向推力油缸和铰接油缸提供压力油，推进刀盘的前进。在盾构掘进过程中，推力油缸向后顶在拼装好的管片上，油缸杆向后伸出推动盾构机前进。推进系统的四组控制阀可以分别控制推进油缸，因此四组油缸可以具有不同的压力，所以盾构机在掘进过程中可以实现不同的动作，从而使盾构机沿着设计轴线掘进。在拼装管片的过程中，盾构通过自动控制系统，四组控制阀向所有推力油缸提供最大为6MPa压力。现场控制台可以随时控制每个油缸的伸缩，从而控制其输出力的大小。通过控制推力油缸杆向伸出的长度，使得推力油缸杆在压力油的作用下顶在管片上，给盾构机提供一个反向的顶推力，这个力可以同时起到稳定管片的作用、平衡盾构机刀盘面部受到的泥土仓压力保持其受理平衡两大作用，保证盾构机能够停在工作位置。

  

     盾构管片拼装机液压系统盾构机在掘进一节管片距离后，需要管片拼装机安装隧道管片。管片拼装机的功能主要有夹紧、移动、旋转和安置管片，并将其拼成圆形附着在隧道壁上。管片拼装机的液压系统原理图，如图2-4所示。系统由液压泵、液压马达、油缸和控制单元等组成。 管片由管片运输台车从后配套门架车运到拼装机处。管片拼装机由两个主要部件组成：旋转和提升部件、管片夹紧平台部件。两个油缸共同作用来实现管片拼装机平台升降，其上下移动的操作室通过无线电控制盒或控制室控制面板上移动操纵杆来完成。管片拼装机平台在工作工程中时常需要调整自身的角度，它的平衡通过三个油缸共同配合保证动作完成。管片拼装机平台的三台油缸可以分为两组，其中一组为平衡液压缸，主要完成平台的中后平衡；另外一组包含两个油缸，完成平台的右左平衡。通过三点成面的方法设置管片在空间中的位置，同时这三个点动能够单独调整。平衡油缸用来旋转管片，环绕着轴线运动，它的轴线平行与盾构机身水平轴线，并且垂直与管片拼装机的半径。系统中是以变量选择电磁阀进行控制变量的，可以在其电磁铁得电或失电的情况下控制液压泵是否能够变量。在该原理图中，溢流阀可以设定液控多路阀的控制压力，减压阀将系统负载压力降低到控制油压力，其中插装阀是拼装机的主溢流阀，可在大流量的工况下回油。

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    盾构机螺旋输送机液压系统在盾构机掘进过程中产生的渣土主要是通过螺旋输送机把渣土倾倒在皮带输送机上。螺旋输送机液压系统原理图，如图2-5所示。系统中包括泵、马达回路，后料门控制回路，前料门控制回路，输送机后体移动控制回路，以上的回路都通过控制单元改变泵的排量实现控制。液压马达的压力小于设定压力时，其排量处于最小值；工作压力与设定的压力相等后，只能改变泵的输出排量去改变马达的转速，因为此时马达排量为最大值，工作状况与定量马达类似。液压马达以及其相连接的管路上装有转速、温度传感器，可以对螺旋输送机工作状态进行精确监测。此外螺旋输送机的转向、转速以及螺杆伸缩的远程控制都可以通过改变液压马达的旋转方向来实现。后料门控制回路：液压油先经减压阀，再经过三位四通电磁换向阀的左位机能、最后通过液压锁进入液压缸无杆腔部分，使得液压缸向前伸出，将后料门打开；当系统需要关闭后料门时，将三位四通换向阀转换为右位机能即可实现。前料门控制回路与伸缩控制回路原理基本相同，从盾构推进液压系统中分流的压力油，首先经过减压阀，再分别经过减压阀、对应通过多路电磁换向阀，然后通过各自的双控平衡阀进入油缸腔。

     盾构机中的每一个液压系统都是一个独立的、封闭的液压回路，盾构机液压系统经常出现的故障有以下几种：(1)压力故障；(2)动作故障；(3)振动和噪声；(4)油液温过高；(5)油液污染；-12-这些故障都是由于系统中元件损坏、密封件老化、管路泄漏等原因引起的。

    液压系统泄漏液压系统泄漏可以分为两种：一是内部泄漏，二是外部泄漏。(1)内部泄漏。内泄漏是指元件内部的泄漏，由于液压系统中液压元件的磨损或者变形，随着时间的推移，在元件内部的泄漏会越来越明显。轻微的内部泄漏不容易被觉察到，但是，随着泄漏量的增加，系统的发热就会成为问题。当这种情况发生时，会促使系统中的其他元件逐步失效。(2)外部泄漏。液压系统管道泄漏容易被发现，在维护人员的日常的巡检中就可以直接的观察到。如果外部泄漏发生在泵的吸油口时就很难发现，有以下情况时则可以认为是吸油管泄漏：液压油中有气泡、液压系统动作不稳定、爬行现象、液压油温度过高、油箱压力增加、泵的噪声过于大。造成泄漏的主要原因如下：(1)工作压力。在相同的工况条件下，盾构机液压系统的工作压力越高，发生泄漏的概率性就会越大，因此应控制系统的工作压力符合系统所需的最佳值。(2)工作温度。由于盾构机工作的连续性，更容易造成油温升高，而且隧道通风性差，使得温升更快。温升造成油液粘度降低，使得油液泄漏量增加，同时也加快密封元件的老化，引起严重的泄漏。

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