盾构机液压系统原理(海瑞克)

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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

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,液压系统可以说就是盾构机的心脏,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,30个油缸分20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。铰接系统的主要作用就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。

（2）推进系统液压泵站:

推进系统的液压泵站就是由一恒压变量泵(1P001)与一定量泵(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 ma x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。

海瑞克盾构机

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海瑞克盾构机

海瑞克盾构机（Herrenknecht TBM），是由德国海瑞克（Herrenknecht）公司研发和生产的一种盾构机。盾构机是一种用于隧道挖掘的工程设备，可以在地下挖掘出坚固的隧道。

海瑞克盾构机采用盾构技术，主要由刀盘、推进系统、支撑系统和泥浆处理系统等组成。刀盘通过旋转刀片和耐磨材料，将地层土壤或岩石切削成碎块，然后通过螺旋输送器或皮带将碎块送至推进系统，推进系统利用液压装置推动盾构机前进。支撑系统则用于支撑隧道壁，以保证施工的安全性。

海瑞克盾构机具有稳定性好、推进速度快、施工效率高等优点，被广泛应用于城市地铁、道路隧道、水利、矿山和能源工程等领域。海瑞克公司是世界上最大的盾构机制造商之一，其盾构机设备在全球范围内有着广泛的应用。

海瑞克盾构简介

盾构机的工作原理

1．盾构机的掘进

液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 2．掘进中控制排土量与排土速度

当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。

3.管片拼装

盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用

盾构机的最大直径为6.28m，总长65m，其中盾体长8.5m，后配套设备长56.5m，总重量约406t，总配置功率1577kW，最大掘进扭矩5300kN*m，最大推进力为36400kN，最陕掘进速度可达8cm／min。盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。

1.盾体

盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。

前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这30个千斤顶按上下左右被分成A、B、c、D 四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量拟合隧道设计轴线。

盾构机控制系统原理(海瑞克)

简介

本文档介绍了盾构机控制系统的原理，重点关注了海瑞克（Heraeus）控制系统。

盾构机控制系统概述

盾构机控制系统是指用于控制盾构机运行和操作的一系列电子设备和软件。其中，海瑞克控制系统是一种先进的控制系统，具有高度自动化和智能化的特点。

海瑞克控制系统特点

海瑞克控制系统采用先进的传感器技术和自动化控制算法，具有以下特点：

1. 高精度：海瑞克控制系统能够实时监测和控制盾构机的运行状态，以保证施工精度和安全性。

2. 自动化：海瑞克控制系统能够自动调节盾构机的行进速度、转向角度和推进力等参数，提高施工效率和质量。

3. 智能化：海瑞克控制系统通过分析大量数据和运行经验，能够自主研究和优化控制策略，不断提升盾构机的自动化水平。

盾构机控制系统原理

海瑞克控制系统的工作原理如下：

1. 数据采集：海瑞克控制系统通过各类传感器实时采集盾构机的运行数据，包括推进力、转向角度、地层变化等。

2. 数据处理：海瑞克控制系统将采集的数据传输至控制单元，并进行数据处理和分析，生成对应的控制指令。

3. 控制指令传输：海瑞克控制系统将生成的控制指令传输至盾构机相关设备，包括电机、阀门等，实现对盾构机的精确控制。

4. 运行监测：海瑞克控制系统持续监测盾构机的运行状态，及时调整控制策略以应对不同的地质条件和施工要求。

海瑞克控制系统的应用

海瑞克控制系统广泛应用于盾构机的控制和管理中。它被用于地铁、隧道和地下工程等领域，提高了盾构机的施工效率和质量。

结论

盾构机控制系统的核心原理是通过数据采集、处理和控制指令传输实现对盾构机的精确控制。海瑞克控制系统作为一种先进的控制系统，具备高精度、自动化和智能化的特点，在地铁和隧道建设中发挥着重要作用。

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。

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p2

b.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，