盾构机液压系统及其热平衡计算
盾构机液压系统原理(海瑞克)
盾构机液压系统原理之袁州冬雪创作一.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. 盾构机液压推进及铰接系统2. 刀盘切割旋转液压系统3. 管片拼装机液压系统4. 管片小车及辅助液压系统5. 螺旋输送机液压系统6. 液压油主油箱及冷却过滤系统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，并装置在2号拖车上组成一个液压泵站.有的系统还相互有接洽.下面就分别先容一下以上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，换向节制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的装置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.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、盾体与围岩间的磨擦阻力.（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（1P001）和一定量泵（1P002）组成的双联泵，功率为75KW，恒压变量泵为盾构的前进提供恒定的动力.恒压泵的压力可通过油泵上的电液比例溢流阀（A300）调整，流量在0-q m a x范围内变更时，调整后的泵供油压力坚持恒定.恒压式变量泵常常使用于阀控系统的恒压油源以防止溢流损失.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节制阀组，颠末阀组的流量、压力调整和换向后再去节制推进油缸，从而使推进油缸的推进速度、推力大小及方向得到准确节制.因每组油缸的节制原理都一样，下面就以B组中的第一个油缸节制为例，先容其作用和工作原理.油泵输出的高压油经高压管路由B组的P口进入，一途径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节制的插装阀.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.2. 铰接装置工作形式分三种：铰接装置的动力来历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）两位两通电液阀节制.（1）铰接回收（PULL或RETRACTION）形式(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.（2）铰接坚持（HOLD或FREE）形式（浮动形式），该形式下（H001、H002）都不得电截止.铰接油缸有杆腔的油被封闭，油量坚持不变，被封闭的油在所有相互并联的有杆腔内互相抵偿，直线推进时坚持铰接间隙，转弯时处于浮动状态.（3）铰接释放（RELEASE或LOOSE）形式（伸长形式），当（H001）得电导通，（H002）无电截止时，铰接油缸有杆腔的油接通低压，在盾构机推进时，因盾尾的阻力使铰接油缸被拉长，达到增大铰接间隙的目标.该油路中还设有负载溢流阀（V2）、压力传感器（H005）及铰接间隙长度传感器.别的可以通过（2V003、2V004、）的导通和截止达到铰接坚持和铰接释放功能.但当（2V003、2V004）两个阀的截止，在铰接油缸有杆腔的压力过高时(盾构机推进时，盾尾如果被卡住)，因无压力传感器的压力显示和载荷溢流阀的溢流，可以会使铰接油缸损坏或油管爆裂.(二)刀回旋转液压系统刀回旋转系统可分为补油回路、主工作回路、外部节制供油泵、主泵外部节制回路、马达外部节制回路.刀回旋转系统是为刀盘切割岩石或土壤时提供转速和扭矩，要求根据岩石地质的变更转速可以方便的调整.为了得到较大的功率和扭矩，该系统采取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.下面分别先容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，需要停止补油和散热，所以设置了一套补油回路对其停止补油和散热.为增大散热效率，补油回路采取了55KW 低压大流量的定量泵来带走闭式回路中的大量热量，同时也对其停止了补油.补油泵从油箱泵出的油经两个滤清器（1F001、1F002）进入3个主泵的E口，并通过两个单向阀分别对闭式回路的低压端停止补油，然后经主泵的高压端为液压马达提供动力油.从马达返回的携带热量的低压油又回到主泵，一部分又进入主泵的高压端，一部分经排放阀从主泵的K1口流出，并经一节省阀流回油箱停止冷却.补油回路中还设有蓄能器和压力传感器，蓄能器是包管回路的压力平稳.主工作回路由主泵和液压马达组成，主泵是一315KW的双向变量泵，在主泵的主回路中有补油单向阀、载荷溢流阀、及低压排放阀，主泵的节制回路有主泵斜盘伺服油缸及双向伺服节制阀，司服阀由外部节制回路调压节制，以便实现换向和无级调速.两个补油单向阀分别向低压侧停止补油，另外一个带弹簧符号的单向阀是当两侧回路都较高或相等时（如：主泵斜盘角度为0时），补油直接通过它，并经节省阀（1Z017）返回油箱.载荷溢流阀当载荷过大时使过高的压力油泄至低压侧，以达到呵护系统不受损坏.排放阀用于闭式系统多余的热油经低压侧排放回油箱.节省阀（1Z017）是包管排放出的压力油与油箱之间形成约20bar的压差.主泵节制回路用于节制其斜盘的±角度，以实现刀盘的正反转及转速的无级调整.外来节制油经换向阀（1V002）到达司服阀的左右端，使司服油缸的无杆腔进油和排油来实现活塞杆的左右移动，从而完成斜盘角度的节制.外来节制油是通过外部节制回路中的电比例溢流阀（B006）提供，调整范围0-45bar.马达回路含有司服油缸、司服阀及低压排放阀，司服阀由主回路压力及外部节制回路节制，当马达外载荷增大时，主回路高压侧的油压随之升高，高压油颠末单向阀，一路到达司服阀左端，使司服阀右移，一路到达司服阀P口经减压阀进入司服油缸无杆腔使斜盘角度增大，从而降低转速增加扭矩，外部节制回路由节制油泵提供节制油压，当无节制油压时，马达处于高速档，当外部提供油压时，司服阀右移，使马达处于低速档，从而实现了两速节制.外部节制供油泵（2P001）：节制油泵是一台 5.5KW 的恒压变量泵，泵中的两个司服阀上面一个与溢流阀结合节制泵的压力，下面一个以节制流量为主.（B040）为加载电磁阀.该泵的油通过滤清器（2F001）向刀回旋转系统的主泵和液压马达以及螺旋输送机的节制回路供油.一路去旋转主泵回路的节制阀，一路去旋转马达节制阀，另两路去两台螺旋输送机的主泵节制阀.进入旋转主泵节制阀的油经节省和减压后在经电液比例溢流阀（B006）向旋转主泵司服阀提供0-45bar的可变压节制油压，以实现转速的无级调整.别的从主泵P口(H88)和梭阀（V030、H92）反馈到节制阀（2C003）并汇集到两组溢流阀和载荷感知阀，两组溢流阀由手动两位四通阀转换，正常工作时使用左边溢流阀，增大扭矩时使用右边溢流阀（只能短时间使用），手动阀自动回位.感知阀是在扭矩突然增大时，反馈的油压将减低其溢流压力，使节制主泵伺服的压力降低，从而减小主泵斜盘角降低刀盘转速.进入旋转马达节制阀P口的油经节省阀（M10）又分两路，一路经减压阀、两位四通电磁阀（B032）到（H86）旋转马达节制马达的高低速.另外一路经减压阀、两位四通阀（B033）、单向节省阀去节制马达（1A002）的刹车（1G002）.在（1A002）马达上装有旋转方向传感器（1S026、B035）、马达高低速传感器（1S025、B038）和油温传感器（1S023、B050）.在刹车回路中设有蓄能器（2C002），与单向节省阀一起包管了刹车时的快杀慢放.(三)管片拼装机液压系统为了提高管片的拼装效率及防止拼装中的管片损坏，要求系统要有一定的速度、准确的移动位置精度、足够的活动自由度及靠得住的平安度.速度由一55KW的双联恒压变量泵提高的流量节制，精度靠电液比例司服阀节制，自由度有：管片的左右旋转、提升（可左右分别提升及同时提升）、前后水平六个自由度，并有管片的抓紧及绕抓举头水平微转、前后微倾的微调功能.55KW的双联恒压变量泵为拼装机提供动力.当用疾速档时，双泵同时工作.低速档时，只（1P002）工作.加载阀（C003、C004）由PLC节制，根据拼装机的工作速度可对其停止分别节制或同时节制.旋转节制：油泵输出的高压油一路经减压阀（DM）减至30bar到达电液比例阀然后节制司服阀以达到节制流量来节制马达旋转速度.各阀的功能如下，DM为节制油减压阀，DBV2为节制油溢流阀，DBV1与插装阀组成主溢流阀，进入司服阀前的减压阀经DUE4、DUE7节省阀后的反馈油节制，以达到动作启动时的平稳.D1、D4为反馈油溢流阀，F1、DUE2是停止动作时起泄油的作用.经节制阀节制后压力油分别进入两个并联的回转马达，高压侧的油一路经减压阀（1V001）减压后去节制刹车，减压阀旁的单向阀起回转停止时刹车的泄油回路.进入马达的油先经平衡阀（此阀进油时不起作用），驱动马达旋转，马达出来的油进入下一个平衡阀，该阀在进油有一定压力后经X口其渐渐打开回油通路，并包管一定的背压，防止马达因惯性吸空，当旋转惯性过大时平衡阀右边的压力会增加，使阀芯左移以减少回油来减小惯性发生的转速，当回油压力增大到最大设定值时平衡阀中的溢流阀工作，防止了液压元件被损坏.水平移动的节制与回转节制一样，从节制阀出来的油经平衡阀（1C004）进入水平移动油缸，节制油缸的前后移动.提升节制：节制阀原理与回转节制相同，但在司服阀反馈油出口处只在提升回路中设置了节省阀，下降反馈口没有设置，其目标是为了较快的提高司服阀出口处减压阀的减压压力以增加下降时的反应速度，同时也反映一个功率平衡问题.两个提升油缸即可以单控，也可以同时节制，所以有两套单独得司服节制阀，.从节制阀出来的压力油先通过一个两位两通随动阀进入提升油缸，当达到一定压力后，油缸出油口的两位两通随动阀在出口压力的推动下打开，导通回油通道形成回路.反之亦然.管片抓紧节制：压力油经减压阀减压，在经三位四通电磁换向阀换向，经液压锁、单向节省阀、B口端还有溢流阀.抓紧时，从A1口出来的油颠末抓举油缸出口处的液压锁进入抓举缸的有杆腔，当达到设定的抓紧力时油缸旁的溢流阀溢流，并使油缸旁的两位两通阀换向，切断通往压力开关（1S001）的油压，使压力开关信号改变.只有当压力开关的信号改变后，拼装机才有其他动作.否则视为管片没有抓紧不服安，管片机不克不及动作.松管片时B1口的压力油进入抓举缸的无杆腔，一路打开油缸边上的液压锁，使活塞下行.节制阀中的液压锁是坚持活塞位置的，单向节省阀是调整活塞动作速度的，溢流阀是起平安作用的.水平微动和倾斜微动节制与抓举节制原理相同.(四)管片小车及辅助液压系统辅助油泵为一22KW的恒压变量泵，原理与刀回旋转系统得节制油泵相同.输出的压力油分别节制管片小车链条涨紧油缸、管片小车上的前送油缸、管片输送举升油缸、后配套拖车牵引油缸及螺旋输送机闸门.链条涨紧节制：压力油从P口进入节制阀，经减压阀、三位四通电磁换向阀、液压锁达到油缸.管片前送节制阀：与管片抓举节制阀相同.但回路中多一组流量再生阀（1C004），注：听说此阀实际中不克不及使用.输送举升节制阀：节制阀原理与抓举节制阀相同.为使四个举升缸同步，回路中设置了一组流量分配器，该分配器原理其实就是齿轮泵工作原理，四个型号参数一样的泵并联在一起同轴旋转，因转速也一样，所以四个泵排出的流量一样，使进入四个举升缸的流量坚持一样，活塞的行程也相同.四个回路采取一个负载溢流阀.后配套牵引节制阀：节制阀原理同抓举节制阀.只是牵引缸无杆腔的油欠亨过节制阀，直接回油箱.有杆腔回路中装有压力传感器.螺旋机闸门设置与螺旋机配置的数量有关但不同不大，都有两个闸门，一级螺旋机出口的闸门节制布局和原理都一样，单螺旋机有前闸门，双螺旋机没有.但双螺旋机的二级螺旋机有出口闸门.一级螺旋机出口闸门：来自辅助泵的压力油经减压阀、三位四通电磁换向阀液压锁到达闸门油缸，节制闸门的开闭.闸门开闭的大小由长度传感器（K011）给出信号，启齿最大和关闭由两个位置传感器（K012、K013）提供信号.回路中装有一液压蓄能器，当出现告急情况时（如停电时），靠蓄能器里的压力自动关闭闸门（当然要在左边的球阀开启时，右边的球阀是卸压时打开）.二前闸门和二级螺旋机出口闸门相同，其节制原理都与管片抓举节制阀一样.(五)螺旋输送机液压系统螺旋输送机分单螺旋输送和双螺旋输送，无论是单还是双，其系统原理都一样，双螺旋采取的还是两套独立的节制系统，下面就先容一套系统.螺旋输送机主泵回路和液压马达回路与刀盘回路原理一样，只是补油泵为内置式，除给系统补油外，还给泵控回路提供节制油压，并设有一补油顺序阀来包管节制油的压力，还有一梭阀给压力传感器（K005）提供高压侧的油压.液压马达回路减速器（1G001、1G002）由55KW的刀回旋转补油泵提供的液压油对其停止冷却.马达上装有转速传感器和油温传感器.螺旋机主泵节制回路由伺服阀、伺服油缸及调压阀组成，伺服阀由外部节制阀（1C005）节制，调压阀分A、B两路经梭阀（1V017）汇集到溢流阀（1V018）停止调整.伺服阀动作时带动伺服油缸活塞移动，从而使斜盘角增大，泵流量增加，当外载荷大时系统压力就会随之增大，当系统压力超出调定值时，相对于高压侧的两位三通随动阀上移，如：当伺服阀X1端供油时，伺服阀移至右位，伺服缸有杆腔进油，无杆腔回油至低压，伺服活塞右移泵斜盘角增大，A路为高压侧，当A路压力超出调定值时，此时左边一个随动阀上移，节制油压与伺服油缸无杆腔接通，因有杆腔和无杆腔的压差关系，使伺服活塞左移，泵斜盘角减小，A路压力下降至回路压力调定值.当X2端供油时，伺服阀移至左位，节制油经两个随动阀后进入伺服缸的无杆腔（有杆腔为常压油），因压差关系，伺服活塞左移泵斜盘角反方向加大，B路为高压侧，当压力超高时右边一个随动阀上移，伺服缸无杆腔与低压回路接通，伺服活塞右移，泵斜盘角减小，B回路降至设定压力值.节制回路：节制油由5.5KW节制泵提供，来至节制泵的节制油从节制阀P口进入经溢流阀限压后，再由电磁比例调压阀调压，给油泵伺服阀提供可变的压力油，来节制主泵的流量，从而达到无级节制马达转速的目标.节制阀中还设有一载荷感知阀，回路中随载荷变更的压力经梭阀（1V024）送到节制阀的RHD口调整感知阀上节制油的溢流压力，当载荷增大时感知阀的溢流压力降低，从而使节制伺服阀的节制压力经梭阀（1V019）至感知阀降低，随之减小斜盘角、流量、转速，使载荷得到节制.(六)主油箱回路主油箱包含5000L油箱、供油接口、回油接口、泄油接口、溢流接口、冷却过滤回路、油位传感器，油温传感器.供油接口10个：（1）推进油泵H01；（2）铰接油泵H002；（3）旋转补油泵H02；（4）旋转节制油泵H03；（5）管片拼装机1#油泵H04；（6）管片拼装机2#油泵H05；（7）管片小车及辅助油泵H08；（8）螺旋输送机一级油泵H07；（9）螺旋输送机二级油泵H016；（10）注浆系统油泵H003.以上每路都有进油滤网.回油接口6个：（11）推进系统H136；（12）旋转系统H09；（13）管片拼装系统；（14）管片小车及辅助系统H03；（15）注浆系统H001；（16）螺旋输送机系统H02.以上6路集中至3个滤清器过滤后回油箱，滤清器中装有堵塞传感器.泄油接口6个：（17）推进系统H137；（18）旋转系统H15；（19）管片拼装系统H20；（20）管片小车及辅助系统H04；（21）螺旋输送机系统H01；（22）注浆系统H002.以上6路集中后直接回油箱.溢流接口3个：（23）旋转补油泵H71；（24）旋转泵控阀H07；（25）螺旋输送机泵控阀H028.以上3路独立回油箱.冷却过滤回路：由一11KW定量泵将油箱里的油泵出，经两套滤清器过滤，再颠末水冷式热交换器冷却后返回油箱.回路中有加载电磁阀（M006）、压力表、滤清堵塞传感器、温度计.油位传感器有：高油位开关、低油位警报开关、低油位停止开关、油箱油温传感器.(七)注浆液压系统注浆泵由液压泵、换向冲击波反馈旁路、速度节制回路（电磁比例节省阀）、液控自动换向回路、泵送油缸组成，并在调速节制前分四路节制四套独立的注浆泵.液压泵为30KW恒压变量泵，工作原理与旋转节制泵相同.泵出的油经滤清器送往四路调速比例电磁阀，滤清器旁边的回路是冲击波反馈回路，经节省阀减弱的冲击波返回到泵的节制回路，在泵控回路的调节下吸收部分冲击压力，使系统得以稳定.经比例电磁阀调整后的液压油分别进入四个独立的泵送系统，下面以1P002中的A1系统为例先容其泵送工作原理.在进入调速阀前一路到泵闸阀不需要调速的油进入A1系统的P1.1口，一路经调速后由A1系统得P1口进入.正打时，手动换向阀置于右位，压力油经手动阀、推进自动换向阀到达推进油缸无杆腔，活塞右行，进入P1.1的压力油经液控正反打换向阀、泵闸门换向阀、一路到达料斗出口油缸无杆腔，使之关闭，一路到达泵出口油缸有杆腔，使之打开，完成正打过程.当推进活塞走到右端头时，油缸右端的信号阀打开，信号油到达泵闸门换向阀上端，换向阀下移，压力油一路到料斗出口缸的有杆腔，使之打开，一路到达泵出口缸的无杆腔，使之关闭，另外一路节制油经节省阀到达推进换向阀的上端，换向阀下移，P1的压力油经推进换向阀换向后进入推进缸的有杆腔，使推进活塞左移，完成正打的进料过程.当推进活塞走到左端头时，推进缸左端的信号阀打开，信号油到达泵闸门换向阀的下端，换向阀上移，闸门油缸换向，同时推进换向阀也上移，重复正打过程.注浆泵的反打是将手动换向阀置于左位，压力油被换向，同时使液控正反打换向阀换向.分析方法与正打相同.(八)超挖刀系统超挖刀系统是独立的系统，包含油箱、回油散热器、主油泵、电磁换向阀、平衡阀、油缸.主泵与旋转节制泵原理相同，为一7.5KW恒压变量泵，泵出的压力油经电磁换向阀、平衡阀达到油缸，通过油缸的运动来节制超挖刀的行程.。
盾构机液压系统
盾构机液压系统简介盾构机液压系统是盾构机重要的组成部分，通过液压力来提供驱动力和控制动作，实现盾构机在地下挖掘和前进的功能。
本文档将介绍盾构机液压系统的基本原理和重要组成部分。
基本原理盾构机液压系统利用液压油的流动和压力传递来控制各个液压执行元件的运动。
系统主要由液压泵、液压缸、液压阀以及液压控制系统等组成。
在工作过程中，液压泵通过驱动机构提供能量，将液压油压力增加，然后通过液压阀控制液压油流向不同的执行元件，实现盾构机的挖掘和推进等动作。
组成部分1. 液压泵：负责将液压油从油箱抽取出来，并提供压力，使其流动到液压缸和其他液压元件中。
2. 液压缸：由液压泵提供的压力驱动液压油流入液压缸，通过活塞的运动实现盾构机的动作，如推进和回转等。
3. 液压阀：控制液压油的流向和压力，实现对液压系统的精确控制。
常见的液压阀有方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀等。
4. 液压控制系统：通过监测盾构机的工作状态，对液压系统进行控制和调节，保证盾构机正常运行。
优势1.高效性：盾构机液压系统能够通过液压力迅速传递驱动力和控制信号，实现盾构机的快速响应和高效工作。
2.可靠性：盾构机液压系统采用液压油作为传动介质，具有较高的密封性和耐磨性，能够在恶劣环境下稳定可靠地运行。
3.灵活性：盾构机液压系统能够根据工作需要进行灵活的调节，通过改变液压阀的控制参数，实现不同动作的精确控制。
结论盾构机液压系统是盾构机顺利工作的关键部分，通过液压力的传递和控制，实现盾构机的各项动作。
其优势在于高效性、可靠性和灵活性。
在盾构机的设计和使用中，应注意液压系统的维护保养和性能优化，以提高盾构机的工作效率和安全性。
盾构机液压系统原理概要
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。
盾构机刀盘驱动液压系统设计
液压与气动2009年第4期大冲击值小于公称压力的115%,其各项性能指标优于MT419-1995规定的标准,已广泛地应用在拥有电液控系统的液压支架上。
5 结束语一、二级护帮联动双向锁经过了试制、实验、实际测量,各项性能指标均达到国家煤炭行业支架用阀MT419-95的标准,并且在使用寿命和关闭压力方面已远高于该标准,有力的说明该阀稳定性好,技术含量高。
不足之处是加工工艺要求比较严格。
但其阀芯采用组件插装式结构,可以整体从阀体中卸出,维修方便,密封副采用带骨架的特种橡胶,密封可靠,使用寿命长。
有机地把交替阀和双向锁这两种不同功能的阀组合到一起,既节约了材料,也减少了加工成本,还节约了安装空间,减少了连接软胶管的数量,优化了液压系统。
该阀是在解决实际问题中首次开发出来,在国内外煤炭系统中首次使用,具有很好的市场开发优势和推广应用价值。
参考文献:[1] 雷天觉.液压工程手册[M].北京:机械工业出版社,1990.[2] 王国法.液压支架技术[M].北京:煤炭工业出版社,1999.[3] 路甬祥.液压气动技术手册[M].北京:机械工业出版社,2002.盾构机刀盘驱动液压系统设计谢 群1,杨佳庆2,高伟贤3Design of Cutter Head Hydraulic Syste m f or the Earth PressureBalance Shield MachineX I E Qun1,Y ANG J ia2qing2,G AO W ei2xian3(1.沈阳理工大学,辽宁沈阳 110168;2.沈阳机床集团有限责任公司,辽宁沈阳 110142;3.沈阳重型机械集团有限责任公司盾构分公司,辽宁沈阳 110025)摘 要:该文针对盾构机刀盘驱动系统的工作要求,设计了一种刀盘驱动液压系统,系统为变量泵2变量马达闭式回路,采用电液比例技术实现刀盘双向旋转和无级调速。
系统在满足要求的前提下具有效率高、节能的特点。
盾构机液压系统说明(二)2024
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。
6米土压盾构液压设计计算书
6.15m土压平衡型地铁盾构机（液压系统）计算书拼装机驱动液压系统1、基本参数拼装机转速： n = 0.3rpm/1.5rpm拼装机转动范围： =±210°马达-减速机速比： i1 = 19.56减速机-大齿圈速比：i2 = 200/15回转力矩： T=87.2KN²m2、马达扭矩：T马达= T/ i1 / i2= 87.2/19.56/(200/15)= 334.36 N²m3、马达转速：n马达=n³i1³i2=1.5³19.56³(200/15)= 392r/min。
4、马达排量马达的工作压力初选12MPaV = 6.28³T马达/12/ηm= 6.28³334.36/12=174.98mL/min5、流量：Q = V²n马达/ηv= 175³392/1000/0.98= 70L/min考虑到泄漏量：单马达的所需流量初选75/min.根据上述参数：选配：马达： MB175AP080马达额定扭矩： T额定=765 N²m马达排量： q =175cm3/rev额定压力： 27.5Mpa额定转速： 600rpm油源与螺旋机系统共用。
拼装机油缸液压系统1、提升油缸工作负载：210KN；提升速度：5cm/s；油缸数量：21） 液压缸内径D 的计算 初选液压缸的工作压力为21MPamm P F D 79.79102114.31000105446=⨯⨯⨯⨯==π 根据国家标准GB/T2348-1993液压缸内径系列将所计算的值圆整为标准值，取D=80mm2）活塞杆直径D 的计算mm Dd 9.4446.1146.1801=-⨯=-=ϕϕ 根据国家标准GB/T2348-1993活塞杆直径系列将所计算的值圆整为标准值，取d=45mm其中ϕ—速度比。
222d D D -=ϕ下面给出了不同速度比时活塞杆直径d 和液压缸内径D 得关系d 和D 的关系设计中，根据工作压力的大小，选用速度比时可参考ϕ和p 的关系表ϕ和p 的关系本，应尽量选用标准系列值。
液压系统热平衡计算和冷却方式的设计
液压系统热平衡计算和冷却方式的设计
栾新立;栾文博
【期刊名称】《拖拉机与农用运输车》
【年(卷),期】2008(35)1
【摘要】主要介绍液压系统的热平衡计算方法,并对温控冷却系统、电控冷却系统、发动机自带风扇冷却方式做了介绍、分析。
【总页数】3页(P59-60)
【关键词】液压;冷却系统;设计;计算
【作者】栾新立;栾文博
【作者单位】洛阳拖拉机研究所有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH137.1
【相关文献】
1.大型液压挖掘机冷却系统分析与设计计算 [J], 刘永杰;解刚;汪允显
2.掘进机液压系统热平衡研究及冷却器设计 [J], 权钰云
3.船舶中央冷却系统热平衡计算及程序仿真设计 [J], 郑玄亮;刘喜卫;曾庆谦
4.船舶中央冷却系统热平衡计算及程序仿真设计 [J], 郑玄亮;刘喜卫;曾庆谦
5.液压起货系统冷却器的设计计算 [J], 王鹏
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盾构机液压系统说明
盾构机液压系统说明盾构机液压系统说明1、系统概述1.1 功能描述本文档旨在对盾构机液压系统进行详细说明，包括系统的功能、工作原理、组成部分以及操作维护等内容。
1.2 适用范围本文档适用于所有型号和规格的盾构机液压系统。
2、工作原理2.1 液压传动原理盾构机液压系统采用液压传动原理，通过液压油泵提供的高压油液，驱动液压缸、液压马达等液压元件完成各项工作。
2.2 工作过程盾构机液压系统工作过程包括起始阶段、推进阶段、注浆阶段和停机阶段。
在每个阶段，液压系统根据具体的工作要求，调节油液流量、压力等参数。
3、组成部分3.1 液压油泵盾构机液压系统中的液压油泵负责提供高压油液，通常采用可调节排量液压泵。
3.2 液压油箱液压油箱用于存放液压油液，并通过滤油器过滤油液，保证其清洁。
3.3 液压缸液压系统中的液压缸负责产生推力，推动盾构机前进。
液压缸根据具体的工作需求，可分为主推力液压缸和辅助液压缸。
3.4 液压马达液压马达负责驱动其他工作装置的旋转运动，如刀盘的旋转。
3.5 液压阀盾构机液压系统中的液压阀负责控制油液的流量和压力，保证系统正常工作。
4、操作维护4.1 操作说明在操作盾构机液压系统前，需要对系统进行操作前的准备工作，包括检查油液、检查液压元件等。
4.2 维护保养盾构机液压系统需要定期进行维护保养工作，包括更换液压油、清洗液压元件、检查液压管路等。
5、附件本文档涉及的附件包括液压系统结构图、液压系统工作流程图以及液压系统维护记录表。
6、法律名词及注释6.1 液压传动原理：指利用液力传动作用，通过流体的流动和压力变化来实现能量传递和控制的原理。
6.2 液压油泵：指将液体能量，即流体动能和压力能转化为机械能的液压元件。
6.3 液压缸：指转化液压能量为机械能，产生线性运动的装置。
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（上接第 12 页）
Hydraulic System of the Shield and its Heat Balance Calculation
ZHU Ping1，WANG Jun2
（1. Guizhou Shouqian Resources Development Co., Ltd., Liupanshui 553525, China; 2. Electro-mechanics Eneineering College, Science and Technology of Taiyuan University，Taiyuan 030024, China）
运到北方重工集团热处理厂，一周后全部矫直完毕， 经过双方厂质检部门现场检测和物理化检测，结果 显 示 和 试 验 产 品 一 样 ， 完 全 达 到 JS（020） /DYZG- 540- 1- 2008 圆管坯技术标准，尤其是垂直 度达到 YB4149－2006 标准。 6 结语
当连铸坯垂直度不能达到标准要求时，完全可 以进行热矫，但要根据不同材质，制定不同的加热温 度曲线和保温时间，以防止连铸坯过烧或没有透 （心部有黑心），造成连铸坯高低金相组织不合格， 或造成连铸坯热矫时产生表面裂纹及断裂现象。
（编辑：胡玉香）
Discussion on the Straightening Process of Φ400 mm Continuous Casting Billet
LIU Baodong, WEN Bingwen
（Hanking Group Shenyang Toyo Steel Co.,Ltd., Shenyang 110026, Chian）
2009（3）:12- 14.
［5］ 赵占宏.120 型掘进机液压油温冷却系统改造设计［J］.煤， 2010（2）：49- 58.
［6］ Claus Becher,Wayss,Freytag. Zimmerberg Tunnel［J］,Tunnels and
Tunneling International,1999,31（10）：31- 34.
摘 要：介绍了盾构机液压系统的组成部分以及各部分的重要职能，并对某盾构机的热平衡进行了计算。盾构机
是一种挖掘隧道的工程机械，由于它可以在艰难的环境下安全工作而被广泛用于隧道挖掘、地铁工程等，是城市
建设的重要工具，而液压系统是盾构机的主要驱动的方式，液压系统的优劣直接影响着盾构机的工作性能。
关键词：盾构机 液压系统 热平衡
盾构掘进机传递功率大，运动复杂，要求控制精
★基金项目：973 计划前期研究专项（2011CB612204）； 国家自然基金项目（51105264，51104104）
第一作者简介：朱平（1968—），男，于贵州首黔资源开发 有限公司从事设备管理工作，工程师。Tel：13466850771，E－ mail：xiaoxiangzi_wj@
10 支 Φ400 mm P11 试验产品矫直后的垂直度 见表 3。
表 3 10 支Φ400 mm P11 试验产品矫直后的垂直度 1/1 000 mm ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅩⅪ 3225242433
5 按此矫直工艺进行热矫直后的结果 2009 年 11 月 6 日，将余下的 30 支 P11 和 P22
火炉 （650±20）℃下保温 7 h，连铸坯的开矫温度 为 650 ℃，终矫温度为 600 ℃
经过双方厂质检部门检测，矫直后 P11 产品表 面平滑无裂纹，垂直度平均在 3 /1 000 mm ，无论是 机械性能还是高低倍金相检验, 完符合 JS（020） /DYZG- 540- 1- 2008 圆管坯技术标准。
盾构机的传动主要依靠液压系统。对于液压系 统，介质温度将直接影响系统的正常工作，如果液压 油温度升高，将出现油液黏度降低，润滑部位的油膜 被破坏，油液泄漏增加，密封材料加速老化，油液饱 和蒸气压升高而引起气蚀等现象，这将直接导致液 压系统性能和可靠性的降低。因此对液压系统的热 平衡的控制效果将直接影响整个系统的性能［3］。
国兴起，盾构机作为挖掘隧道的有利工具而被人们
所重视，其液压系统的设计和改进更是成为目前的
热点。由于盾构机在地下作业，对它的维修检测都不
方便，所以我们应该探索稳定性好的、可靠的液压系
统，而液压传动的固有的特性很适合盾构掘进机动
力传递。因此，采用先进的液压传动及控制技术将是
盾构掘进机动力传递及控制系统的发展方向［6］。
中图分类号：TU621
文献标识码：B
收稿日期：2012- 02- 03
盾构机是盾构挖掘机的简称，是盾构施工中的 主要施工机械，主要用于挖掘隧道。传统的隧道施工 方法是用人工或机械方法将土挖掘下来，再装上矿 车外运，紧接着对挖空的隧道进行支护［1］。这种方法 当遇到淤泥或流沙层等地质条件时，很难做到及时 支护，隧道极易坍塌，会造成大面积的地面塌陷，而 盾构机是在地下掘进，可以有效地防止软基开挖面 崩塌和保持开挖面稳定，在护盾内完成隧洞的挖掘、 出土、隧道支护等工作，这样可以最大限度地避免坍 塌和地面塌陷。与明挖相比，盾构机由于其安全可 靠、机械化程度高、工作环境好、土方量少、进度快、 施工成本低的特点而被广泛地用于水底交通隧道、 城市地下铁道、供排水隧洞和电缆隧道等工程，在一 些发达国家如日本、德国，盾构机技术得到了快速发 展。盾构机还具有一次成洞，不受气候影响，开挖时 可控制地面沉降，减小对地面建筑物的影响和在水 下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、 埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。目 前，我国经济处于高速发展时期，一些基础设施的修 建正在大量进行中，许多重大项目如在建和拟建的 多个城市的地铁工程，规划设计中的南水北调中线 穿黄工程以及其他一些市政、交通、通信及水利项目 都要用盾构机进行施工。这必将促进盾构机技术在 我国的快速发展。
液压系统的压力、容积和机械损失构成系统总 的能量损失，这些能量损失转化为热量，使系统油温 升高，由此产生一系列不良的影响。为此，必须对系 统进行发热计算，以便对系统温升加以控制。
以某盾构机液压系统为例，用恒压变量泵代替 恒功率泵计算其热平衡。
油箱容积为 6 000 L。设定循环泵 15 min 循环一 次（大多比例伺服系统都要求 15~30 min 循环一次［4］）， 则循环泵的流量大概为 400 L/min，所选循环泵流量 为 450 L/min。电机总的安装功率 P＝315 kW，则系 统的发热大约为电机功率的 30%［5］，所以 H 发＝30％ P＝94.5 kW。通过冷却器的流量 Q 循环泵＝450L/min＝ 27 000 L/h。
（编辑：胡玉香） （下转第 38 页）
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山西冶金 E- mail:yejinsx@
第 35 卷
温度 /℃ 加温速度 60 ℃/h
（650±20）℃（保温 7 h）
时间 /h 图 1 P 11 和 P 22 加温工艺曲线 表 2 10 支 Φ400 mm P11 试验产品矫直前的垂直度 1/1 000 mm ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅩⅪ 23 26 27 25 22 21 29 24 30 31
参考文献
［1］ 胡胜利，乔世珊.盾构机概论［J］.建筑机械，1999（11）：16- 20.
［2］ 杨华勇，龚国芳.盾构掘进机及其液压技术的应用［J］.液压气
动与密封，2004（1）：27- 29. ［3］ 唐文红，游善兰.行走机械的液压冷却系统［J］.工程机械，
2001（6）：36- 37. ［4］ 张东辉，张啸男.液压系统的热衡计算与分析［J］.一重技术,
Abstract:Based on the principle of arc continuous casting, this paper calculated the maximum curvature of the round billet allowed. By repeated experiments, author concluded Φ400 mm billet hot straightening process. Key words: casting billet, straightening, curvature crookedness, verticality
A=1.3×
H散 Ker·f tm
≈18.4
m2
式中：Kerf 为散热系数，取 700。
选择热交换器的热交换面积大于 18.4 m2 就可
以满足系统的散热要求。
因此选择板式冷却器：BR0.2- 120/1.6- 21。所选热
交换器散热面积为 21 m2 完全可以满足散热的需求。
3 结语
由于我国城市建设的快速发展，地铁工程在我
2.2 冷却器的选择
根据以上系统发热与散热的计算进一步计算选
择冷却器的型号。
.1 水量计算
Q 水＝H 散 （/ T3－T4）＝20 412 L/h=340.2 L/min 2.2.2 对数温度计算
tm=（T1－ln（T4）T1-－（TT42）－T3）=10.3 ℃ （T2－T3）
2.2.3 热交换面积计算
进油温度 T1≥50 ℃，出油温度 T2≤40 ℃；进水 温度 T3≤32 ℃，出水温度 T4≥37 ℃。
散热量 H 散＝Q 循环泵×Cp×0.42×（T1－T2）＝ 27 000×0.9×0.42×10 =
102 060 kcal/h=118.67 kW
式中：Cp 为循环功能效率。 显然 H 散＞H 发，满足要求。
总第 136 期 2012 年第 2 期
文章编号：1672-1152（2012）02-0011-02
山西冶金 SHANXI METALLURGY
Total 136 No.2，2012
盾构机液压系统及其热平衡计算★
朱 平 1， 王 君 2
（1.贵州首黔资源开发有限公司， 贵州 六盘水 553525； 2.太原科技大学机电工程学院， 山西 太原 030024）