盾构推进液压系统阀块试验台
液压实验台使用说明书
兖州煤业股份有限公司济三煤矿液压试验台使用说明书山东科技大学仪器仪表研究所2010年8月目录1 产品概述 (1)2 结构特点与工作原理 (1)2.1 总体结构及其工作原理 (1)2.2 泵组 (2)2.3 立柱缸架 (2)2.4 试验台 (3)3 技术参数 (4)4 操作说明 (4)4.1 被试阀的强度、密封试验 (5)4.2 被试缸的试验 (5)5 软件使用说明 (6)5.1 属性设置 (7)5.2 用户管理 (8)5.3 测试数据 (10)5.4 查看历史记录 (11)5.5 查看访问记录 (13)6 常见故障及排除方法 (14)7 安全保护措施 (15)8 维护保养 (15)8.1 日常检查项目和内容 (16)8.2 定期维护项目和内容 (16)9 运输、贮存 (16)9.1 吊装、运输注意事项 (16)9.2 贮存条件、贮存期限及注意事项 (17)10 易损件明细表 (17)1 产品概述本设备是根据≤液压试验台技术协议≥的要求研制的，适用于液压支架缸和液压阀的强度密封检测试验。
本设备采用手动操作控制，面板上有压力表显示数据，可以适时地观察被试缸及被试阀的工作压力及工作情况。
本设备主要由“泵组、试验台和立柱缸架”组成，采用固定式结构，以方便测试工作。
元件、管路和接头等采用不锈钢制造，操作台采用喷塑处理，缸架采用喷漆处理。
本设备具有外形美观、操作简单方便、使用寿命长等特点。
本设备工作环境温度：0℃~40℃；相对湿度：≤98%；大气压力：86KPa~106KPa。
2 结构特点与工作原理2.1 总体结构及其工作原理液压试验台由“泵组、试验台和立柱缸架”组成，液压试验台原理如图1。
①泵站组合②二位三通换向球阀③压力表④手动换向阀⑤液控单向阀⑥节流阀⑦增压缸⑧被试缸⑨被试阀图1液压原理图2.2 泵组泵源含470L容量液箱，为阀及缸的检测操作提供可靠能源。
2.3 立柱缸架立柱缸架表面喷漆。
见图2图2 立柱缸架图2.4 试验台试验操作台表面喷塑。
阀门试验台
它可以分为以下几类：截止阀（闸阀，截止阀，球阀，止回阀等），控制阀，安全阀，尽管阀门的压力测试测试标准不同，但其检测方法为每种类型的阀大致相同。
最重要的是：检查阀体的强度；检查阀体，阀杆和阀杆的连接处的密封性；检查阀座或阀座的密封性（如果可能）；并确定安全阀的出口压力。
实现利益最大化和最大利益的持久性和稳定性是每个健康企业的管理目标。
这是一种以具有竞争力的价格提供高质量产品的有效方法，这需要经济有效地利用各种企业拥有的资源。
阀门测试的经济效率意味着可以使用各种标准以最低的成本和成本来测试各种类型的阀门。
不仅如此，还可以测试来自同一阀类别的不同制造商的阀。
只有100％的检查才能确保每个阀门的可靠质量。
为了实现此目标，应采用自动化，并且自动化的程度和水平应与制造商的生产线和生产过程兼容。
如今，在大多数情况下，阀门的生产过程是高度自动化的，而降低成本的潜力可忽略不计。
因此，随机人工抽样的方法不仅技术落后，而且在经济上也不再可行。
100％的测试需要高度自动化的检测系统。
阀门自动测试应与阀门自动生产线连接，并要求在规定的时间内完成检查工作。
简化阀夹操作，同时测试多个阀并自动记录测试结果非常有效。
过去，一些阀门制造商制造了自己的阀门测试系统。
今天，这项工作已移交给专业制造商来完成。
因为专业制造商可以通过使用标准化的模块和组件以及为用户专门设计和制造的模块和组件来实现每个用户的特定需求。
专业的阀门测试设备制造商可以为阀门制造商提供许多非常经济实用的阀门测试自动化解决方案。
阀门测试台用于阀门泄漏测试，阀体强度测试和其他功能测试。
每个阀门测试台必须根据用户的需求检查表进行制造，审查，标准化或专门设计。
尽管阀压力测试的标准不同，但每种阀的测试方法大致相同。
最重要的是：阀密封性测试和阀杆泄漏测试；水阀体密封性测试；开关密封测试；安全阀起飞值测试；检测对象：闸阀，截止阀，安全阀，节流阀，止回阀，回转止回阀，球阀，调节阀等中空泵体，阀体及壳体等；阀门连接方式：法兰连接，螺纹连接，焊接连接；检测介质。
一种液压阀综合性能测试平台的设计
一种液压阀综合性能测试平台的设计液压阀综合性能测试平台是用于测试液压阀的各项性能指标的设备。
液压阀作为液压系统中的核心元件，其性能稳定与否直接影响到整个液压系统的工作效率和安全性。
因此，设计一种液压阀综合性能测试平台至关重要。
一、总体设计1.测试平台结构：测试平台由上、中、下三个部分构成。
上部主要包括液压阀测试装置、控制系统和数据采集系统；中部包括油箱、油泵、油源和压力传感器；下部包括阀芯移动量传感器和阀座力传感器。
2.测试平台工作原理：测试平台通过控制系统控制液泵将液压油送入液压阀，通过压力传感器实时监测液压油的压力变化，并通过阀芯移动量传感器和阀座力传感器实时监测阀芯的位移和阀座的受力情况。
同时，数据采集系统将采集到的数据传输给计算机进行处理和分析。
二、液压阀测试装置1.结构设计：测试装置由液压缸、阀座、阀芯和阀体组成。
其中，液压缸用来驱动阀芯的移动，阀座和阀芯用来搭建阀体；同时，通过改变液压缸的运动速度和阀芯的位移，测试液压阀的动态响应性能和稳定性。
2.运动控制方案：采用伺服控制器对液压缸的运动进行控制，通过控制信号控制伺服驱动器，实现对液压缸的速度和位移的精确控制。
三、控制系统设计1.硬件选择：选择高性能的工控机作为计算机，选择高精度的伺服驱动器控制液压缸运动，选择高精度的压力传感器、位移传感器和力传感器进行数据采集。
2.软件开发：使用LabView等开发软件进行界面设计和数据处理，实现对液压阀的性能测试参数设置、测试过程控制和数据处理等功能。
四、数据采集系统设计1.传感器选择：选择适合的压力传感器、位移传感器和力传感器，具备高精度、高静态和动态响应能力，以确保测试数据的准确性和可靠性。
2.信号处理：通过模拟信号处理电路将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并进行滤波、放大和AD转换等处理，以实现对数据的高速稳定采集。
五、安全保护设计1.压力保护装置：设置压力保护开关，当测试压力超过设定值时，自动切断油泵的电源，以避免系统失控和安全事故的发生。
盾构机推进系统液压故障案例分析
盾构机推进系统液压故障案例分析推进系统受到的制约条件很多，在盾构机掘进中推进系统有时无法推进，故障也很难排除。
一、海瑞克S266型土压平衡盾构机推进系统的故障排除以下以海瑞克S266型土压平衡盾构机用于在某市地铁四号线仑大盾构区间和地铁五号线杨珠盾构区间施工为例分析故障排除过程。
1.盾构机推进系统的工作原理图1-6所示为S266型盾构机推进液压系统A组原理及液压缸布置图。
在图1-6中推进液压缸Z1～Z30，共有30个，其中Z4、Z11、Z19、Z26是带有行程测量系统的液压缸，通过这4个液压缸可以在盾构机的操作室中显示各自代表组的液压缸行程（0～2000mm）。
液压缸按单缸和双缸间隔均匀布置，被分配以20个不同的编号（1～20），按上下左右分为4组，A组包括圆周上方的液压缸1、2、18、19和20，图1-6给出了A组推进液压缸控制阀和18号液压缸的回路，B、C、D组液压缸的回路与A组相同，盾构机的推进系统由75kW的电动机驱动推进液压泵9向各推进液压缸提供液压油。
盾构机的推进系统有两种工作模式：一种是掘进模式，另一种是管片拼装模式。
在掘进模式下，PLC控制系统根据盾构机操作人员的操作指令，通过调节电磁比例控制阀2和阀3输出的电信号来控制盾构机的掘进，通过阀2可以控制该组液压缸的流量，通过阀3可以控制该组液压缸的工作压力。
在盾构机需要调节方向时，控制阀2在保证该组液压缸流量充足的条件下调节阀3增加或减小该组液压缸的液压油压力，从而实现盾构机调节方向；在管片拼装模式下，PLC控制系统根据设定值向控制阀3、阀6和阀10输出电信号，通过阀6增大该组液压缸的流量，通过阀3控制该组液压缸的工作压力，通过阀10控制推进液压泵的工作压力。
在拼装模式下，阀3和阀10控制的工作压力值基本是相同的。
拼装模式下伸液压缸时通过控制阀5阀芯在右侧实现液压缸伸出，拼装模式下缩液压缸时阀7先打开约2s将液压缸无杆腔的高压油卸压后，阀1和阀5再同时动作，实现液压缸的缩回，这样可以减小液压缸的冲击。
海瑞克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。
1a.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2c.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3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。
4a.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p25b.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6c.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，7d.插装阀8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93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。
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。
盾构机推进系统常见故障的原因分析和故障处理
盾构机推进系统常见故障的原因分析和故障处理摘要：推进系统是盾构机重要的组成部分，维护和快速解决推进系统中出现的故障是保障盾构机正常掘进重要的一环。
本文简述了盾构机组成和功能，详细分析了盾构机推进系统在使用过程中常见故障的原因分析和处理措施，有助于现场施工过程中推进系统故障的快速处理和解决，保障施工的正常进行。
关键字：盾构机，推进系统，原因分析，处理措施，故障处理1、引言随着经济的高速发展，城市化进程的不断加快，盾构法施工在工程建设领域应用越来越广泛，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。
盾构掘进机集机、电、液、光、传感、信息技术于一体，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高，对各工种施工人员的专业水平要求也极高。
盾构掘进机是集掌子面开挖、隧道支护、隧道衬砌、运输出碴于一体的大型隧道施工专业设备。
盾构掘进机实现隧道的开挖，主要是由以下两个运动完成：一是刀盘切削，二是盾体的推进前移。
盾构掘进的前进动力是靠液压系统带动若干个液压油缸工作所组成的推进系统来提供的，因此它是盾构重要的基本构造之一。
2、盾构机推进系统的组成及功能2.1盾构机推进系统的组成盾构机的推进系统主要由推进液压泵、推进液压油缸、控制阀件、液压管路以及相关附件等组成。
盾构机的推进油缸常采用分组布置形式有四组分区和六组分区两种如图一所示。
理论上讲油缸分组越多越容易调向，如果每个油缸都可调那是最好的，这样子可以提高调向过程中的精度，但是在每组油缸设计中都要增加具备相应功能的阀块以及电气控制等的元器件，这样就无形中增加了设计开发的难度和设备生产等方面的成本，并且增加了设备在推进过程中的操作人员的控制难度和精度。
所以目前常规土压盾构机均采用的是四组的分组形式，因为四组分区布置比较简单，在不影响施工质量的情况下也基本能够满足盾构机在施工中调向的需要，同时可以节约成本。
盾构机液压系统说明
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。
海瑞克盾构机液压系统说明(附电路图)
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.1a.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2c.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3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。
4a。
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p25b。
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6c。
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，7d.插装阀8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93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。
盾构系列油缸中的推进油缸设计
盾构系列油缸中的推进油缸设计摘要：盾构系列油缸中的推进油缸缸径最大、行程最长、工作压力最高、各项技术性能要求最严格，是系列液压缸的主要品种，在结构设计、密封形式、支撑形式、零件材料选用等方面有着特殊的要求；该文就这些问题在油缸的加工、装配和试验等方面进行了阐述。
关键词：盾构系列；推进油缸；设计随着国民经济的快速发展，交通能源环保等基础设施建设项目是目前我国基本建设的重点。
在基础设施建设中，需要修建越来越多的地铁、山体、越江、铁路、公路、市政管道、水工等隧道工程。
盾构机是实现掘进、岩渣装运、洞壁支护等一次开挖成洞的最为关键的施工设备，而盾构机系列液压缸是盾构机液压系统的主要部件，是盾构机的重要组成部分。
盾构依靠多支双偏心液压缸驱动，其工作压力、流量、刀盘的转速转角、扭矩及功率等参数用相应的传感器及工业控制计算机实时监控；装有传感器的液压缸实现了监测数据的实时采集与分析。
盾构机系列液压缸按盾构机刀盘直径大小由近十种规格几十支液压缸组成，液压缸缸筒直径φ40～φ300mm，行程20～2200mm。
各种液压缸分别用于机组掘进过程中刀盘和机组整体的纵向移动、隧道管片形状保持、混凝土衬砌夹紧等。
其中推进油缸数量最多，缸径最大、行程最长、工作压力最高、各项技术性能要求最严格，是系列液压缸的主要品种。
1 生产工艺由于盾构系列液压缸中的推进油缸运行中始终处于31MPa高压状态下，而盾构机系列液压缸在隧道内频繁连续运转，作业环境恶劣，其更换、维修非常困难，维护费用高。
因此，零件的加工尤为重要。
1.1 缸筒缸筒是推进油缸的主要零件，是保证推进油缸的密封可靠、运动平稳，减小密封件磨损关键零件。
推进油缸缸筒内径大（φ300mm），长度长（2760mm），材料特殊（27SiMn），一般加工方法难以保证质量要求。
为此，我们采用了缸筒内孔粗拉镗-精拉镗-滚压一次成型精密加工工艺，在设备上，研制开发、制作了粗、精镗孔+钢球滚压一次成型组合刀具、适用φ300内孔的组合加工专用机床，同时考虑到27SiMn缸筒材料的加工工艺性，对刀具的选材、切削余量、滚压余量进行研究，并在其他管材上试验，最终确定合适的刀具和余量。
一种盾构机液压泵站结构的制作方法
一种盾构机液压泵站结构的制作方法盾构机液压泵站是盾构机施工中的重要设备之一，其结构制作方法直接关系到盾构机的工作效率和安全性。
下面将介绍一种常见的盾构机液压泵站的制作方法。
一、液压泵站的整体结构盾构机液压泵站主要由液压泵、油箱、油管路系统、控制阀组、油气冷却系统和电气控制系统等组成。
液压泵通过油管路系统将液压油传输至盾构机的液压缸，从而驱动盾构机的刀盘和推进系统。
油箱用来储存液压油，并通过油管路系统循环供给给液压泵。
二、液压泵的选择与安装液压泵是液压泵站的核心部件，其性能直接影响到盾构机的工作效率和稳定性。
在选择液压泵时，需要考虑盾构机的工作条件、工作压力和流量要求等因素，选择适合的液压泵型号。
液压泵的安装需要将其与电机连接，并确保连接紧固牢固，以避免运行时出现松动或脱落的情况。
三、油箱和油管路系统的制作油箱是用来储存液压油的容器，其制作需要选择合适的材料，并确保密封性能良好，以防止液压油泄漏。
油管路系统包括进油管路、回油管路和工作油管路等，其制作需要根据盾构机的布置和液压泵站的位置进行合理设计，并确保管路连接紧密，无泄漏现象。
四、控制阀组的布置与调试控制阀组是用来控制液压泵的工作状态和流量分配的重要部件。
其布置需要根据盾构机的工作需求和液压系统的设计进行合理布置，并确保控制阀组的安装位置方便操作和维护。
在调试过程中，需要按照设计要求进行参数的调整和测试，以确保控制阀组的正常工作。
五、油气冷却系统的设计与安装油气冷却系统是用来保持液压油温度稳定的重要设备。
在设计时，需要根据盾构机的工作状况和液压系统的热负荷进行合理的计算，并选择适当的冷却设备和散热面积。
在安装时，需要将冷却设备与油箱和油管路系统连接，并确保冷却效果良好，以避免液压油过热引发故障。
六、电气控制系统的配置与调试电气控制系统是盾构机液压泵站的重要组成部分，其配置和调试直接关系到盾构机的工作控制和安全性。
在配置时，需要根据盾构机的工作需求进行合理的电气设备选择，并确保设备的连接正确可靠。
盾构机液压原理ppt课件
录
1、盾构机液压推进 2、铰接系统 3、刀盘切割旋转液压系统 4、管片拼装机液压系统 5、管片小车及辅助液压系统* 6、螺旋输送机液压系统* 7、液压油主油箱及冷却过滤系统 8、同步注浆泵液压系统 9、超挖刀液压系统*
一、盾构机液压推进
功能：。提供盾构机前进的推力 。控制盾构机前进速度 。盾构机转向及纠偏
盾构机液压系统
进入旋转马达控制阀P 口的油经节流阀（M10）又 分两路，一路经减压阀、 两位四通电磁阀（B032） 到（H86）旋转马达控制马 达的高低速。另一路经减 压阀、两位四通阀（B033 ）、单向节流阀去控制马 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 向节流阀一起保证了刹车 时的快杀慢放。
盾构机液压系统
外部控制油路
盾构机液压系统
• 外部控制油路
• 进入旋转主泵控制阀的油经节流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 控制油压，以实现转速的无级调整。另外从主泵P口(H88) 和梭阀（V030、H92）反馈到控制阀（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 控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。
盾构机液压系统
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 超过调定值时，此时左边一个随动阀上移，控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，控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。 控制回路：控制油由5.5KW控制泵提供，来至控制泵的控制油从控制 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，来控制主泵的流量，从而达到无级控制马达转速 的目的。控制阀中还设有一载荷感知阀，回路中随载荷变化的压力经 梭阀（1V024）送到控制阀的RHD口调整感知阀上控制油的溢流压力， 当载荷增大时感知阀的溢流压力降低，从而使控制伺服阀的控制压力 经梭阀（1V019）至感知阀降低，随之减小斜盘角、流量、转速，使 载荷得到控制。
浅析盾构机液压系统
1 盾构机基本概述盾构的工作原理如下：变频电机（液驱为液压马达）加减速机驱动刀盘旋转，刀盘切削开挖面的岩石和泥土，切碎岩石块和泥水落到土仓底部，然后通过螺旋输送机运到皮带机上，再被输送到渣车上.盾构机在推进油缸反作用力下向前推进；盾壳承受周围土层土压、地下水水压，对挖掘出的还未衬砌的隧道起临时支护作用；在盾壳支撑下，管片拼装机拼装管片，注浆系统注入砂浆固定管片实现隧道成形。
在整个盾构施工中，液压传动不同于机械传功和电力拖动，它以液体为工作介质，通过驱动装置将原动机的机械能转化为液压的压力能;然后通过管道、液压控制阀及调节装置等部件，借助执行装置将液体压力能转化为机械能，驱动负载做直线移动或回转运动。
随着电子技术、信息技术和现代控制理论发展，液压传动与微电子技术结合越来越紧密，电液比例及伺服控制高精度、高频响、高效率的优势在各种盾构施工中已经发挥出重要作用。
2 盾构机液压系统组成2.1 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。
2.2 管片拼装机液压系统管片拼装机液压系统动力单元由1台恒功率控制双联柱塞泵提供，通过高压过滤器、负载敏感比例多路阀、控制阀组一方面与马达连接，马达通过减速机驱动管片机旋转机构实现200±10°双向旋转；另一方面通过液压缸驱动提升机构实现管片提升或回收。
管片机横向移动和抓取头抓取、旋转、倾斜等动作由各阀组控制，实现管片角度和位置初步调整；精确调整需要依靠负载敏感比例多路阀，这种多路阀可以控制管片机旋转及管片伸缩实现六个自由度无级调速，极大地方便了操作手将管片可靠、平稳、高效地放置在准确位置。
盾构机液压系统说明
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。
海瑞克盾构机现场调试的步骤
浅析海瑞克盾构机现场调试的方法李剑祥（中铁六局集团有限公司盾构分公司广东深圳 518056）摘要：详细阐述盾构机现场调试的准备项目和具体步骤，避免常见的问题，并通过处理故障，优质高效的完成盾构机现场调试工作。
关键词：海瑞克盾构机调试盾构机是一种集机械、液压、电气和自动化控制于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备。
它具有开挖速度快、质量高、人员劳动强度小、安全性高、对地表沉降和环境影响小等优点。
但是其体积庞大、系统复杂，内部管路和线路纵横交错，自动化控制系统先进强大。
对于负责盾构设备的机电工程师来说，组装调试维护盾构机就必须具备机械液压电气等方面的基础知识，并且学习掌握其结构和原理，还需结合现场、不断总结和提高，才能真正管理和维护好盾构设备。
盾构机调试按地点分为工厂调试和现场调试，按阶段分为空载调试和负载调试。
盾构机工厂调试是设备在工厂车间进行的第一次调试。
在这里主要讨论现场调试的空载调试阶段。
盾构机现场调试作为盾构始发的一项重要工作，如何优质高效的完成，对机电人员是个大考验。
1 海瑞克盾构机简介本文介绍的调试对象是海瑞克S436盾构机。
S436为开挖直径6280mm土压平衡盾构机，由主机、连接桥和五节台车组成，总长78米。
主机分为刀盘、前盾、中盾和尾盾，内含主驱动、人闸、拼装机和螺旋机。
台车上布置了司机室、液压泵站、低压配电柜、变压器和循环水系统。
盾构机液压系统主要有刀盘驱动系统、推进和铰接系统、螺旋机系统、拼装机系统和注浆系统。
辅助系统有循环水系统、压缩空气系统、油脂系统、泡沫系统和膨润土系统。
电气系统分为高压系统、低压系统和控制系统。
其他辅助系统有双轨梁系统和皮带系统。
2 调试的准备工作在调试之前需要重点检查的部位有：23 具体调试步骤一般空载调试步骤如下：34负载调试阶段就是始发掘进阶段，处理一些在空载调试时没有出现的问题。
调试完毕后，测试其各系统各功能正常后，填写调试验收表。
土压平衡式盾构机液压系统设计与分析
摘要现代社会快速发展，科学技术日新月异，对各项工程技术要求越来越高，现代施工项目对盾构掘进机的要求也越来越高，应用也越来越广泛，盾构液压推进系统呈现了强大的发展趋势。
本论文研究的目的是设计一个合适的盾构推进系统液压系统油路，方法是模拟一个油路并对系统建立仿真模型和数据分析。
首先对液压系统进行了选择，确定盾构推进系统的阀、电机、马达等元件的选择。
并用automation软件对液压系统的基本回路与推进系统的液压系统进行了模拟仿真。
最后，就盾构推进系统液压原理图设计了阀块。
设计的阀块能够满足使用要求，安全可靠，结构合理，重量适中，具有一定的现实意义。
关键词：盾构推进系统；automation；液压系统AbstractThe rapid development of modern society, science and technology is rapid, and the engineering technology demand more and more, the modern construction projects to the requirements of shield tunneling machine is also higher, applied more and more widely, shield hydraulic propulsion system showed a strong development trend.The purpose of this research is to design a suitable shield thrusting system hydraulic oil system, simulation method is a oil line and establish simulation model of the system and data analysis. First of all to the hydraulic system of choice, determine the shield thrusting system valve, motor and motor components choice. And for hydraulic system of automation software basic circuit and propulsion system hydraulic system simulation. Finally, shield thrusting system hydraulic principle diagram design of the valve.The valve can meet the design requirements of use, safe and reliable, the structure is reasonable, moderate weight, has certain practical significance.Keywords: Shield thrusting series; Automation; Hydraulic system目录摘要 (1)Abstract (2)1. 绪论 (5)1.1 国内外发展现状 (5)1.1.1 国外盾构技术的发展现状： (5)1.1.2 国内盾构技术的发展现状: (7)1.2 盾构施工法新技术 (9)1.3 国内外盾构技术的发展趋势 (12)1.4 存在问题 (12)1.5 解决的主要问题及研究的基本内容 (13)1.6 研究方法以及技术路线 (13)1.7 完成论文的条件 (13)1.8 课题进度安排 (13)2. 模拟盾构推进液压系统的设计 (15)2.1 推进系统主油路设计 (15)2.2 推进系统分组工作油路设计 (16)2.3 液压回路的整体图和动作顺序表 (18)3. 盾构液压推进系统元件选型与建模 (19)3.1 负载分析 (19)3.2 液压缸主要参数的确定 (21)3.3 液压元件的选择 (23)3.3.1 液压泵 (23)3.3.2 阀类元件及辅助元件 (23)3.3.3 油管 (24)3.3.4 油箱 (24)3.4 液压系统的性能验算 (24)3.4.1 回路压力损失验算 (24)3.4.2 快退时的压力损失验算 (24)3.5 油液温升验算 (25)4. 基于automation软件的盾构推进液压系统仿真 (27)4.1 计算机仿真技术概述 (27)4.2 Automation Studio 软件的功能介绍 (28)4.3 基本液压回路的仿真分析 (28)4.3.1平衡回路 (28)4.3.2 远程调压回路 (29)4.3.3卸载回路 (30)4.3.4 速度调节回路 (30)4.3.5 方向控制回路 (31)4.3.6锁紧回路 (32)4.3.7 多执行元件控制回路 (32)4.3.8 盾构推进系统工作分组回路 (33)5. 液压阀块的设计 (36)5.1 阀块六个表面的功用 (36)5.1.1 顶面和底面 (36)5.1.2 前面、后面和右侧面 (36)5.1.3 左侧面 (37)5.2 阀块的设计依据及注意事项 (37)5.3 阀块尺寸的确定 (37)5.4 阀块内的油道孔设计 (38)5.5 精度选择 (40)5.6 材料选择 (40)参考文献 (44)附录 (46)致谢 (47)1.绪论1.1 国内外发展现状盾构掘进机是一种隧道工程专用的大型高科技综合施工设备。
基于盾构试验平台的模拟盾构推拼同步控制系统及方法[发明专利]
![基于盾构试验平台的模拟盾构推拼同步控制系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cc8ce4683a3567ec102de2bd960590c69ec3d8ab.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011007633.7(22)申请日 2020.09.23(71)申请人 上海隧道工程有限公司地址 200232 上海市徐汇区宛平南路1099号5楼(72)发明人 朱叶艇 秦元 吴文斐 袁向华 闵锐 翟一欣 徐晓磊 沈辉 袁鹏 张艳栋 朱雁飞 屠垒 龚卫 张闵庆 刘智辉 (74)专利代理机构 上海唯源专利代理有限公司31229代理人 曾耀先(51)Int.Cl.E21D 9/087(2006.01)E21D 9/06(2006.01)E21D 9/00(2006.01)E21D 9/093(2006.01)G09B 25/00(2006.01)(54)发明名称基于盾构试验平台的模拟盾构推拼同步控制系统及方法(57)摘要本发明提供了一种基于盾构试验平台的模拟盾构推拼同步控制系统及方法，该系统包括：负载端控制模块和推进端控制模块，负载端控制模块包括安装于负载千斤顶的第一采集单元、第一计算单元以及连接于第一采集单元、第一计算单元和负载千斤顶的第一控制单元；推进端控制模块包括安装于推进千斤顶的第二采集单元、第二计算单元、连接于第二采集单元、第二计算单元和推进千斤顶的第二控制单元、连接于第二采集单元和第二控制单元的第三计算单元、第四计算单元以及连接于推进千斤顶的第三控制单元，第四计算单元连接于第三计算单元和第三控制单元。
本发明解决了对于盾构机的负载动力学研究多为理论研究，而无法模拟地层中土体荷载的问题。
权利要求书2页 说明书13页 附图11页CN 112096397 A 2020.12.18C N 112096397A1.一种基于盾构试验平台的模拟盾构推拼同步控制系统，其特征在于，盾构试验平台包括反力架、多个负载千斤顶、移动式承台和待测中体，所述反力架包括相对设置的前架体和后架体，所述负载千斤顶架设于所述前架体的内侧，所述负载千斤顶的第一端连接于所述前架体，所述负载千斤顶的第二端和所述后架体之间形成供待测中体容置的容置空间，所述移动式承台设置于所述容置空间中，所述待测中体包括支承环、安装于所述支承环的多个推进千斤顶和管片拼装机，模拟盾构推拼同步控制系统包括：负载端控制模块，包括用于实时采集所述负载千斤顶的第一压力值的第一采集单元、用于基于预设总负载力、负载水平力矩和负载垂直力矩以及负载端算法模型，计算获得所述负载千斤顶的预设压力值的第一计算单元以及用于获取所述第一压力值和所述预设压力值并调节所述负载千斤顶的压力值，使得所述负载千斤顶的第一压力值适配于所述预设压力值的第一控制单元，所述第一采集单元安装于所述负载千斤顶，所述第一控制单元连接于所述第一采集单元、所述第一计算单元和所述负载千斤顶；以及推进端控制模块，包括用于实时采集所述推进千斤顶的第二压力值的第二采集单元、用于基于所述预设总负载力、所述负载水平力矩和所述负载垂直力矩，计算获得所有的所述推进千斤顶的初始压力值的第二计算单元、用于获取所述初始压力值并基于所述初始压力值调节所有的所述推进千斤顶同时推进，使得所述待测中体以初始姿态稳定推进的第二控制单元、用于基于所述推进千斤顶的第二压力值，计算获得所述待测中体的常规总推力、常规水平力矩和常规垂直力矩的第三计算单元、用于基于稳定推进后的所述常规总推力、所述常规水平力矩、所述常规垂直力矩及预设的同步推拼分区算法模型，计算获得推进区段的所述推进千斤顶的同步推进压力值的第四计算单元以及用于基于所述同步推进压力值分别调节推进区段的所述推进千斤顶的第二压力值匹配于所述同步推进压力值、回缩区段的所述推进千斤顶回缩，使得推进区段的所述推进千斤顶的实时总推力、实时水平力矩、实时垂直力矩分别匹配于所述常规总推力、所述常规水平力矩和所述常规垂直力矩的第三控制单元，所述第二采集单元安装于所述推进千斤顶，所述第二控制单元连接于所述第二采集单元、所述第二计算单元和所述推进千斤顶，所述第三计算单元连接于所述第二采集单元和所述第二控制单元，所述第四计算单元连接于所述第三计算单元和所述第三控制单元，所述第三控制单元连接于所述推进千斤顶。
盾构操作显示平台界面解读
盾构操作显示平台界面解读操作面板布局及功能(1)“控制电源"开关盾构司机离开操作室时，必须切断此开关，断开PLC电源。
司机进入操作室，打开此开关才能进行盾构机的操作。
(2)“紧急停止”按钮'一旦发生紧急状况，压下此按钮，盾构机所有动作立即停止，紧急状况排除后，顺时针旋转此按钮即可复位。
(3)“灯测试”按钮按钮，此按钮用来测试各指示灯、蜂鸣器是否完好操作面板布局及功能(4) “止蜂鸣"按钮如盾构机发生故障，故障信息在触摸屏画面显示，同时故障蜂鸣器发出讯响，按下此按钮，蜂鸣器停止发声，但故障信息仍在。
(5)“集中润滑泵停止启动”转换开关用来控制润滑油脂泵电机的启停。
(6) ”盾尾密封油脂泵停止启动”转换开关用来控制盾尾密封油脂泵气阀的开/关。
操作面板布局及功能：( 7)“加泥加水泵停止/启动”转换开关用来控制加泥加水泵电机的启停，加泥加水注入管路在触摸屏上选择。
(8) ”泡沫泵停止/启动”转换开关用来控制泡沫泵电机的启停，泡沫注入管路在触摸屏上选择。
(9)“螺旋机模式"转换开关用来切换螺旋机的操作模式，螺旋机转速分”手动”和”自动”两种，“手动”模式时，通过"螺旋机调速”电位器来调节螺旋机转速，”自动”模式时，螺旋机转速可以通过触摸屏来选择“体积”或者“土压"控制自动调节转速。
操作面板布局及功能：( 10)"螺旋机泵停止启动”转换开关用来控制螺旋机液压泵站电机的启停。
(11 )"螺旋机反转/正转”转换开关用来控制螺旋机的旋转方向，正常时螺旋机为正转，螺旋机反转时需手动把开关置于“反转”位置，松开手反转立即停止。
(12)”盾构模式" 转换开关用来切换盾构机的操作地点，分"拼装”和”掘进"两种，"拼装”模式时，只能在机内进行推进油缸的“缩回”或“伸出”动作，且推进油缸"伸动作”时为低压伸出( 一般不超过10MPa) ，推进油缸”缩动作”时为中压缩回(一般不超过20MPa)，"掘进" 模式时，只能在操作室进行推进油缸的”缩回”或"伸出”动作，推进油缸"伸动作”时，区域压力可通过触摸屏设定( 一般不超过30.5MPa) 。
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盾构推进液压系统阀块试验台摘要:介绍了盾构推进液压系统分区工作原理,设计了推进液压系统阀块试验台,详细阐述了其测试原理和测试方法。
对试验台系统中的主要参数进行了设计计算,并对其主要元器件进行了选型。
测试结果和现场推进表明所设计的试验台系统可满足推进液压系统集成阀块功能的检测;同时也表明所设计的集成阀块是可靠的,能成功应用于推进液压系统中,满足现场盾构施工的要求。
关键词:盾构推进液压系统集成阀块试验台盾构机是集多学科技术于一体的专用于地下隧道开挖的大型工程装备。
它具有开挖速度快、质量高、人员劳动强度小、安全性高、对地表沉降和环境影响小等特点,与传统的钻爆法隧道施工相比具有明显的优势[1、2]。
推进系统承担着整个盾构机的顶进任务,要求完成盾构机的转弯、曲线行进、姿态控制、纠偏以及同步运动,使得盾构机能沿着事先设定好的路线前进,是盾构机的关键系统。
考虑到盾构机具有功率大、变负载和动力远距离传递及控制等特点,其推进系统都采用液压系统来实现动力的传递、分配及控制[3]。
由于盾构推进系统的工作环境恶劣,并且工作空间有限,要求控制系统阀块均采用集成技术,并要具有高的可靠性。
本文主要对推进系统阀块试验台的工作原理和设计计算进行介绍,为推进系统阀块的性能检测提供一个测试平台。
1推进液压系统阀块试验台原理设计为了对设计的推进系统阀块进行性能测试,根据阀块的测试要求设计了1个试验台。
该试验台可以实现以下几个方面的测试:1)阀块密封性能测试;2)比例压力阀调压性能测试;3)比例流量阀调速性能测试;4)液控单向阀保压性能测试;5)插装阀控制测试。
图1为所设计的推进系统阀块试验台原理图。
图中序号12～22所示为被测试的推进系统集成阀块原理图。
推进液压系统采用带电比例溢流阀的恒压变量泵作为动力源,向4个分区同时供油,由于采用了分区控制,4个分区只是在盾构截面的分布位置不同,其控制方式和工作原理则完全相同[4]。
如图所示,比例溢流阀14调节液压缸推进压力,与压力传感器检测的压力构成压力闭环反馈控制,实时控制推进压力;比例调速阀22调节进入系统的流量,与安装在液压缸内的内置式位移传感器检测到的位移构成速度闭环反馈控制,实时控制推进速度。
插装阀12和二位三通电磁换向阀13可短路比例调速阀22,实现推进液压缸的快速运动,从而减少液压油进入液压缸的沿程压力损失。
插装阀21和二位三通电磁换向阀15则用来实现推进液压缸快速回退,减小液压油回程阻力。
三位四通电磁换向阀20用来完成工作状态的切换,可实现推进液压缸的前进、后退和停止状态。
溢流阀18用来实现系统过载保护,推进瞬间液压缸进油口会出现瞬时过载,此时溢流阀18立即开启形成短路,进、回油路自循环,使过载油路得到缓冲。
二位二通电磁换向阀17用来实现故障停机时液压缸卸载检修,可减小卸载中的压力冲击。
二位二通电磁换向阀17前的阻尼孔可防止二位二通电磁换向阀17卸载时产生的压力冲击。
插装阀12、21前的阻尼孔用来调节插装阀的开启速度,改变插装阀的静动态特性和减小液压冲击。
阻尼孔直径根据经验值一般取0.8～2.5mm。
根据推进系统集成阀块的工作原理,试验台系统测试原理及测试方法如下:⑴首先,给测试阀块加压,检验阀块密封性能,同时检验阀块回路是否畅通。
⑵二位四通阀7调置为左位,三位四通阀20置于左位,比例调速阀22置于最大开口,节流阀11置于某一开口,启动液压泵,调节比例溢流阀14,通过压力表读数可以检验阀块比例溢流阀调节功能是否正常。
⑶二位四通换向阀7调置为左位,三位四通换向阀20置于左位,比例溢流阀置于最大值,加载节流阀11置于最大开口,启动液压泵,调节比例调速阀22,通过压力表读数可以检验阀块比例调速阀调节功能是否正常。
⑷二位四通换向阀7调置为右位,启动液压泵,关闭比例调速阀22,关闭加载节流阀11,给阀块加压到一某值,关闭液压泵,可以检测液控单向阀16和插装阀21的保压性能。
打开加载节流阀11,可以同时检测三位四通换向阀20的密闭性。
调节溢流阀18,可以检测溢流阀18的过载卸荷能力。
给二位二通换向阀17上电,检测是否有压力冲击声音,从而选择合适的阻尼孔,减小压力冲击。
⑸二位四通换向阀7调置为左位,三位四通换向阀20置于右位,比例溢流阀14置于最大压力,比例调速阀22和加载节流阀11置于某一开口,启动液压泵,给二位三通换向阀13和15通断电,通过压力表读数可以检验阀块插装阀通断功能是否正常。
2测试系统主要参数计算根据推进系统要求,测试系统压力应大于或等于推进系统设计压力。
推进系统最大工作压力为21.5MPa,那么测试系统压力可取22MPa。
2.1系统流量的确定推进系统执行元件液压缸的尺寸为Φ200/Φ160×1900mm,系统要求每区液压缸回退时的最大速度v为1.4m/min,其中下位区有10个液压缸,回退时所需流量为上位区有6个液压缸,其回退所需流量为95L/min,左、右区各有8个液压缸,其回退所需流量为126.6L/min。
本测试系统主要对推进系统集成阀块压力控制性能进行相关测试,流量控制性能可以模拟上位区即6个推进液压缸流量控制性能研究,因此系统流量确定为95L/min。
2.2主驱动泵的参数计算及选型根据计算出的流量和系统压力选取主驱动液压泵。
选择时,泵的额定流量应与计算所需流量相当,不要超过太多。
但泵的额定压力可以比系统工作压力高出25%或更高些。
根据泵流量公式得出泵的排量为式中:Vg——液压泵理论排量(mL/r)q1——系统需要流量(L/min),q1=95L/minn——电机转速(r/min),n=1500r/minηv——液压泵容积效率,ηv=0.9根据计算,液压泵选取德国Rexroth产品,型号为A10VO71DR。
该泵为变量泵,应用于开式系统。
其额定压力为28MPa,峰值压力为35MPa,理论排量为71mL/r,可满足系统工作要求。
2.3电机功率计算及选型根据公式得电机功率为式中:N——所需电机功率(kW)qp——泵的额定流量(L/min)Vg——泵的排量(mL/r),Vg=71mL/rn——电机转速(r/min),n=1500r/minηm——泵的机械效率,ηm=0.9ηv——泵的容积效率,ηv=0.9△p——系统压力差(MPa),△p=22MPa根据计算,选取ABB公司的Y2-250M-4-B35型电机,其功率为55kW,满足系统要求。
2.4油箱设计油箱采用开式油箱,箱内液面与大气相通,在油箱顶部设置空气滤清器,并兼作注油口用。
油箱有效容积一般为泵每分钟流量的3～7倍,泵的每分钟的流量为油箱有效容积应为95.8×7=670.6L,按有效容积为80%计算油箱的总容积为840L。
可初步定油箱三边的尺寸为1000mm×1000mm×850mm。
2.5辅助元件计算选型过滤器是液压系统中的重要元件。
它可以消除液压油中的污染物,保持油液清洁度,确保系统元件工作的可靠性。
根据其要求,系统压力管路过滤器选用温州黎明公司的ZU-H250×10DFP。
根据油箱的有效容积为670.6L和系统最大流量95L/min,选用黎明公司的滤清器EF7-100。
其加油流量为110L/min,空气流量为1055L/min。
按照吸油管路流速v为0.5～1.5m/s,确定吸油管路内径:取标准软管通径内径Ф50mm,可满足要求。
按照液压油管路流速v为4～7m/s,确定液压油管路内径:取标准软管通径Ф19mm,可满足要求。
3泵站及试验台三维设计及实物图为了提高系统设计的准确性,以及试验台系统各部件整体组装的结构紧凑性和密封性,采用了三维参数化设计软件Pro/E建立的三维实体,能够完全再现各个实物零件的真实特征,从而方便、直观地进行实体虚拟装配和运动分析。
通过观察装配体的各个部位,检查设计的正确性、合理性和准确性,使各种问题在设计阶段就被发现解决,提高了设计效率[5]。
图2为采用Pro/E设计的系统泵站及试验台三维布置图。
图3为所要测试的推进系统集成阀块图,图4为推进系统集成阀块试验台。
4调试结果及现场推进通过在试验台上调试发现,集成阀块和各个元件之间的密封性能好,回路也畅通,可长时间在系统工作压力22MPa下工作,并可承受最大峰值压力35MPa,满足系统密封性能要求。
调节比例阀的放大板电流,比例调速阀和比例溢流阀可在标定范围内0～100%无级调速,也能满足系统工作要求。
同时插装阀的通断功能、溢流阀的过载卸荷能力以及换向阀的压力冲击均符合设计要求。
把所设计的推进系统集成阀块安装在盾构机上,在现场施工中进行实际推进。
图5为盾构机4个分区的推进压力曲线图,从图中可以看出,4个分区的推进压力趋势都比较平稳,其中A组和C组压力相接近,B组压力最小,D组压力最大,这主要是因为盾构机4个分组的布置以及上下土层土压力和水压力的不同导致的。
图6为推进系统4个分区的推进位移曲线,从图中可以看出,4个分区的位移曲线跟随性比较好,这也保证了盾构机的同步推进,避免超挖和欠挖。
5结束语测试结果表明所设计的试验台系统能用于检测推进液压系统集成阀块的各种功能。
现场施工证明所设计的推进系统阀块是可靠的,能成功应用于推进液压系统中,满足实际盾构施工的要求。
参考文献[1]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.[2]钱七虎,李朝甫,傅德明.全断面掘进机在中国地下工程中的应用现状及前景展望[J].建筑机械,2002(5):28-35.[3]HuGuoliang,GongGuofang,YangHuayong,etal.Elec-tro-hydraulicControlSystemofShieldTunnelBoringMachin eforSimulatorStand[C],TheSixthInternationalConferenc eonFluidPowerTransmissionandControl,Hangzhou:Interna tionalAcademicPublishers,2005:94-99.[4]庄欠伟,龚国芳,杨华勇,等.盾构液压推进系统结构设计[J].工程机械,2005(3):47-50.[5]孙江宏,黄小龙,罗坤.Pro/ENGINEER虚拟设计与装配[M].北京:中国铁道出版社,2004.11。