刀盘驱动系统
盾构机刀盘驱动控制系统分析和使用
盾构机刀盘驱动控制系统分析和使用[摘要] 刀盘驱动系统是盾构机的重要组成部分，本文分析了国内盾构机中刀盘常用的几种典型的驱动方式，结合广佛地铁十二标中罗宾斯盾构机的刀盘驱动系统进行重点分析。
并使用GX Developer和GT Designer2进行联合仿真，分析其控制过程，供施工人员进行学习检修作参考。
[关键词] 盾构机；刀盘驱动；PL前言刀盘是盾构设备的重要组成部分，是进行掘进作业的主要工作装置。
虽然盾构机刀盘工作转速并不高，但是由于广佛地铁十二标地质构造复杂、刀盘作业直径较大。
要求刀盘的驱动系统需具备: 大功率、大转矩输出、抗冲击、转速双向连续可调。
在满足使用要求的前提下减小装机功率，具备节能降耗等工作特点。
盾构机中主要使用三菱电机自动化生产的Q2大型PLC进行分布式控制，各个部分在控制系统中分工明确，整个控制系统具有一定的复杂性。
因此，刀盘的驱动系统以及控制系统必须具有高可靠性和良好的操作性能。
通过使用GX Developer 和GT Designer2进行联合仿真可以很好地克服整套大型设备难以开展调试、学习、检查等工作的缺点。
1刀盘驱动系统分类刀盘驱动系统是盾构机的主要系统之一, 分析盾构机刀盘驱动系统液压驱动方式和电驱动方式, 并对两种驱动方式进行了优缺点比较,结果如表1-1所示。
表1-1 驱动方式优缺点对比表驱动形式特点电机驱动能源使用效率高，噪音小，价格上比液压驱动具有优势，但是在前盾中占用空间比较大。
液压驱动起动力矩大，容易同步控制，效率低，噪音高。
前盾内空间宽敞，后续台车配套设备所占空间比较大。
虽然液压控制在控制精度以及起动转矩方面有一定的优势，但是随着异步电机变频控制技术的发展和完善，在刀盘驱动中使用电机驱动技术更加符合生产和设备使用和维护实际情况。
刀盘采用电机驱动将会越来越普遍。
2刀盘电驱动分析电驱动方式分为单速电机驱动方式、双速电机驱动方式和变频电机驱动方式。
单速电机驱动方式不能调节速度，近年来在投入和功能的比较上，越来越缺乏竞争力，因此较少使用。
盾构机刀盘驱动系统液压故障案例分析
盾构机刀盘驱动系统液压故障案例分析一、海瑞克盾构刀盘驱动液压系统的故障分析及处理1.液压系统深圳某地铁项目使用的德国海瑞克盾构机，其刀盘驱动系统为泵、液压马达闭式回路，由3台并联的斜盘式轴向柱塞变量泵和8台并联的轴向柱塞液压马达组成。
系统附带补油液压泵、控制泵等元件。
整个系统为电比例调速，恒功率保护方式。
泵采用带有补油冲洗阀的双向变量泵。
2.故障及原因分析（1）故障现象盾构在掘进时，三个刀盘泵突然出现故障无法重新起动。
主控室显示补油液压泵压力不足，达不到设计要求的最低补油压力，此时补油液压泵压力显示为1.8MPa，而设定值为2.7MPa左右。
（2）原因分析1）检查油箱液位，液位常，可以排除吸油不足的因素。
2）检查补油液压泵溢流阀。
怀疑溢流阀被卡，造成卸荷。
清洗溢流阀后再装回原来位置仍不能建立正常压力，由此判断溢流阀无故障。
3）补油液压泵为螺杆泵，自身抗污染能力很强，由于补油液压泵自身原件损坏造成压力不足的可能性很小，而且在关闭补油液压泵出口球阀的情况下，调节补油液压泵溢流阀，压力显示与新泵相同，可以排除补油液压泵自身的问题。
至此可以判断补油液压泵压力不足是由于部分流量从某个地方非正常流走造成的。
4）补油液压泵除对闭式回路进行补油和对3台主泵进行壳体冷却外，还为螺旋输送机的减速器进行壳体冷却，在补油主管路上还装有蓄能器。
检查蓄能器回油管，没有油液流出；关闭通往螺旋输送机减速器管路上的球阀，补油压力还是达不到设计要求。
由此可以判断三个刀盘泵内部泄漏是造成补油压力不足的主要原因。
5）在观察三个刀盘泵泄漏油管时发现，3号刀盘泵泄漏油管有大量油液流动的迹象，同时发现斜盘没有归零，卡在5°左右的位置。
随即打开3号刀盘泵泄漏油口，发现有铜屑杂质，接着在冷却循环过滤器也发现了大量铜屑。
随即将3号刀盘泵送生产厂家拆检，发现泵的内部已严重损坏。
如滑靴磨损严重，其中的两个已碎裂成多块，固定回程盘的8颗螺栓也全部剪切断裂，且回程盘已断裂成三部分。
盾构刀具大解析
某刀盘实物照片
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某 刀 盘 主 驱 动
刀 盘 驱 动 系 统 示 意 图
主 轴 承
刀 盘 搅 拌 结 构
搅拌棒
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关于盾构机的刀盘、驱动机构等将在后边介 绍，因此这里主要介绍盾构机掘削地层的刀 具。
刀具布置和刀具形状在盾构机设计中是非常
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ห้องสมุดไป่ตู้
海瑞克周边刀的刃口主要承受高应力 的磨粒磨损，周边刀迎土面钎焊有球齿， 球齿材料为硬质合金，主要用于承受砂 砾、卵石的磨粒磨损与冲击。
超 硬 钢 的 种 类 及 特 性 特性值 种 类 硬度 抗弯强度 (HRA) (MPa) E1 E2 E3 E4 E5 >90 >89 >88 >87 >86 >1200 >1400 >1600 >1700 >2000 化学成份（%） W C0 C 用途
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(6) 滚刀
根据广州及深圳地铁建设经验，随着城市轨道路网 的延伸及建设力度的加大，盾构区间不仅需穿越常见的 软弱地层，同时还需在部分硬岩地段中通过。因此在刀 具选择上既要考虑在软岩中开挖的需要，也要考虑在硬 岩中的要求。一般认为刮刀适用于土层及部分软岩，盘 形滚刀适用于硬岩，其中单刃滚刀能用在强度很高的岩 石中，国外曾有在抗压强度超过200 MPa岩石中应用的工 程记录。
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(2) 超前刀(也称先行刀)
顾名思义，超前刀即为先行切削土体的刀具。超前刀在设计中主 要考虑与切削刀组合协同工作。刀具切削土体时，超前刀在切削刀 切削土体之前先行切削土体，将土体切割分块，为切削刀创造良好 的切削条件。据其作用与目的，超前刀断面一般比切削刀断面小。 采用超前刀，一般可显著增加切削土体的流动性，大大降低切削刀 的扭矩，提高刀具切削效率，减少切削刀的磨耗。在松散体地层， 尤其是砂卵石地层使用效果十分明显。
盾构刀盘驱动模拟装置液压系统设计与研究
盾构 刀盘驱动模 拟装置液压 系统设计 与研 究
冯 欢欢 ， 王助锋 ， 张合 沛 ， 陈 桥
（ 中铁 隧道集 团 盾 构及 掘进 技术 国家重 点实 验室 ， 河南 郑州
摘
４ ５ ０ ０ ０ １ ）
要： 论 述 了一 种 盾 构 刀 盘 驱 动模 拟 装 置 液 压 系 统工 作 原 理 ， 从变量泵 、 电机 及 液 压 马 达 选 型 、 发 热 计 算 等方 面对 其 液 压 系 统 进 行 了
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉ ｒ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ａ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｃ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｗ ａ ｓ ｅ ｘ ｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｅ ｄ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ
速和 输 出力矩 ．回路 中的压 力 传感 器 可 以 实 时检 测 系 统 的压 力 ， 根 据 转 速 和压 力 （ 或 转 速 和 马 达 输 出力 矩 ）
滞性、 功 率变 化 范 围宽 等 特 点 的非 线性 时变 系统 。 其 外
负 载 也 随开 挖 面地 质 条件 的变 化而 实 时 变需 的 最大 功率设计 ， 在 遇 到欠 负 载工 况 时 ， 系 统效 率 低 下 ． 大 量
Ｆ Ｅ Ｎ Ｇ Ｈｕ ａ ｎ — ｈ ｕ ａ ｎ ， ＷＡ Ｎ Ｇ ｕ 币ｎ ｇ ， Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｈｅ － ｐ ｅ ｉ ， Ｃ ＨＥ Ｎ Ｑ ｉ ａ ｏ
盾构机各系统原理介绍(培训教材)
培训教材盾构机系统原理介绍（C型盾构）宏润建设集团股份有限公司二OO七年八月目录1.概要 (2)2.盾构壳体结构 (2)3.刀盘驱动系统 (3)4.刀盘装置 (5)5.盾构推进系统 (7)6.人行闸 (9)7.管片拼装机 ............................................................... - 10 -8.螺旋输送机 ................................................................ - 11 -9.盾尾密封装置............................................................ - 12 -10.液压系统................................................................. - 13 -11.集中润滑系统.......................................................... - 14 -12.稀油润滑系统.......................................................... - 15 -13.盾尾油脂压注系统................................................... - 15 -14.注浆系统................................................................. - 16 -15.加泥加水系统.......................................................... - 17 -16.冷却系统 (17)17.车架系统 (18)18.皮带输送机 (19)19.双梁系统 (19)20.单梁系统 (20)21.电气系统 (20)1.概要本教材主要内容为盾构机各系统设备的主要功能介绍。
机械机电毕业论文(设计)_盾构刀盘回转驱动液压系统建模与仿真研究
摘要集机械、电气、信息、测量、液压与控制等多学科技术为一体的盾构掘进机以其高效、快速、优质、安全等特点成为了全球范围应用最为广泛的大型地下隧道掘进工程装备，其刀盘驱动系统具有大惯性、大功率和变负载的特点，而近来迅速发展起来的电液控制技术在继承了原有液压系统优点的基础上与电子技术紧密结合于一体，成为盾构机驱动方式的发展趋势。
论文从盾构机刀盘驱动的实际工况出发，针对盾构掘进过程中出现的负载突变冲击乃至刀盘卡死等现象，分析了现有盾构刀盘驱动方式所存在的问题，探讨了一种具有更高可靠性和节能性的盾构刀盘驱动液压系统，重点研究了系统的动态特性及其冲击适应性，主文主要研究内容如下:1.介绍了国内外盾构施工技术和盾构掘进机的发展历程和研究现状。
分析了盾构刀盘的现有驱动方式的特点，对变频电机驱动和液压驱动两种方式进行了对比。
2.从负载的角度论述了盾构刀盘切削作用对象岩土的基本特性，分析了盾构刀盘上主要刀具的切削物理现象以及切削力模型，论述了盾构扭矩的构成情况及计算方法。
重点研究了盾构刀盘在切削过程中负载冲击和刀盘卡死产生的原因以及冲击带来的影响。
通过盾构刀具切削实验和盾构实际现场测试的数据相结合，验证和分析了盾构掘进过程中负载的随机性和冲击的产生原因。
3.分析了盾构刀盘驱动系统的结构形式，研究了现有盾构刀盘驱动液压系统的优缺点，针对盾构的负载特点设计了一种基于负载变化的变量泵一变量马达容积控制驱动回路，并采用比例阀控蓄能器来控制负载的动态冲击。
4.建立了盾构刀盘液压驱动系统的数学模型，从系统动态特性入手研究了刀盘在剧烈负载冲击下液压系统的各个参数对系统本身的影响，揭示了液压冲击的物理现象以及峰值的计算方法，在蓄能器模型的基础上分析了其吸收压力冲击时的动态特性。
5.在已建立的数学模型的理论基础上，利用A州[ESim图形化仿真软件建立了盾构刀盘液压驱动系统仿真模型，对所构建系统的动态特性以及对冲击的适应性进行了仿真研究。
《双护盾TBM撑靴液压系统及刀盘驱动系统的研究》范文
《双护盾TBM撑靴液压系统及刀盘驱动系统的研究》篇一一、引言随着地下工程建设的高速发展，双护盾TBM（全断面硬岩隧道掘进机）作为一种高效、快速的隧道施工设备，得到了广泛的应用。
其中，TBM的撑靴液压系统和刀盘驱动系统作为其核心部件，对机器的稳定性和施工效率具有重要影响。
本文旨在深入研究双护盾TBM的撑靴液压系统及刀盘驱动系统，探讨其工作原理、性能特点及优化方向。
二、双护盾TBM撑靴液压系统研究1. 撑靴液压系统的工作原理双护盾TBM的撑靴液压系统主要通过液压泵提供动力，通过控制阀组调节液压油的流向和压力，从而驱动撑靴实现TBM 的定位和稳定。
撑靴的设计需考虑到地质条件、隧道断面大小等因素，以保障施工过程中的机器稳定。
2. 液压系统的性能特点双护盾TBM的撑靴液压系统具有以下性能特点：（1）高效率：通过液压传动，实现高扭矩、低速度的要求，提高工作效率。
（2）稳定性好：通过精确的控制阀组，实现撑靴的精确定位和稳定支撑。
（3）适应性强：根据不同的地质条件和隧道断面大小，调整撑靴的压力和位置，以适应不同的施工需求。
3. 液压系统的优化方向为进一步提高撑靴液压系统的性能，可从以下几个方面进行优化：（1）提高液压泵的效率和可靠性，减少故障率。
（2）优化控制阀组，实现更精确的控制和更高的响应速度。
（3）加强系统的散热性能，防止因高温导致的系统故障。
三、刀盘驱动系统研究1. 刀盘驱动系统的工作原理双护盾TBM的刀盘驱动系统主要通过电机、减速器、驱动机构等部分组成，将动力传递到刀盘上，驱动刀盘进行旋转切削作业。
2. 驱动系统的性能特点刀盘驱动系统具有以下性能特点：（1）高扭矩：通过减速器和电机的高扭矩输出，实现强大的切削能力。
（2）稳定性好：通过精确的控制系统，实现刀盘的平稳旋转和切削。
（3）适应性广：根据不同的地质条件和施工需求，调整电机的功率和转速，以实现最佳的切削效果。
3. 驱动系统的优化方向为进一步提高刀盘驱动系统的性能，可从以下几个方面进行优化：（1）采用更高效的电机和减速器，提高系统的整体效率。
硬岩掘进机(TBM)
全断面硬岩掘进机第1节全断面硬岩掘进机概述1.1 全断面硬岩掘进机的定义和研究现状全断面硬岩掘进机（Full Face Rock Tunnel Boring Machine，以下简称TBM），TBM是集机械、电子、液压、激光、控制等技术于一体的高度机械化和自动化的大型隧道开挖衬砌成套设备，是一种由电动机（或电动机——液压马达）驱动刀盘旋转、液压缸推进，使刀盘在一定推力作用下贴紧岩石壁面，通过安装在刀盘上的刀具破碎岩石，使隧道断面一次成型的大型工程机械。
TBM施工具有自动化程度高、施工速度快、节约人力、安全经济、一次成型，不受外界气候影响，开挖时可以控制地面沉陷，减少对地面建筑物得影响，水下地下施工不影响水中地面交通等优点，是目前岩石隧道掘进最有发展潜力的机械设备。
如下图所示。
生产TBM最早的厂家是美国的罗宾斯（Robbins）公司。
罗宾斯公司于1951年由James Robbins创建，1952年James Robbins研制出世界第一套全断面掘进机而闻名于世界。
1956年，罗宾斯发明了硬岩掘进机用的盘形滚刀，使硬岩掘进机的研制实现了真正意义上的成功。
罗宾斯初期产品结构简单、作业快速灵活，经过50年得发展，罗宾斯公司已经成功研制出了应用于地质条件较好的中硬岩全断面岩石掘进机、硬岩全断面岩石掘进机和软岩全断面掘进机，适用于复杂地质条件的单护盾全断面岩石掘进机、双护盾全断面岩石掘进机和高性能能硬岩全断面岩石掘进机等。
另外还有美国的佳伐公司（Jarva Inc.）、德国的德马克公司（Mannesmann Demag AG）和维尔特（Wirth Maschinen-und BohrgeraetefabrikGmbH），四家公司是20世纪70~80年代的世界四大硬岩掘进机制造商。
现阶段生产TBM的较著名厂商有美国的罗宾斯公司（Robbins）、德国的维尔特（Wirth）和海瑞克公司（Herrenkneeht）等。
顶管机电气操作显示与控制要求(4.2更新)
4300×6000土压平衡顶管机电气操作显示与控制要求一、顶管机主要外界检测输入信号二、控制操作面板1.刀盘驱动系统A．动力与控制元件⑴大刀盘驱动三台·30千瓦电机3X3台，变频器控制⑵小刀盘驱动三台·30千瓦电机2X3台，变频器控制B．刀盘显示（每台/套）·电压V·电机电流 A·刀盘转速min-1·刀盘转向正（顺时针）反（逆时针），以后视方向（从后面向前看）作基准·刀盘总扭矩K N·m或%·总功率 KW·刀盘电机故障信号指示·稀油润滑油箱温度报警指示灯·集中润滑系统故障报警指示灯C．刀盘控制要求（六台，每台一套）·刀盘电动机变频启动、调速、停止·自动与手动操作模式切换D．刀盘操作模式·刀盘有二种工作模式：自动工作状态与手动工作状态·手动工作状态下，刀盘电机工作与稀油润滑电机、集中润滑电机联锁。
启动任一刀盘电机，必须先启动稀油润滑电机、集中润滑电机。
2.推进系统A．动力与控制元件·250吨推进油缸10支·油泵组1：电机30千瓦；油泵58升/分，31.5MPa·油泵组2：电机11千瓦；油泵250升/分，2.5MPa·电磁溢流阀1组·电磁换向总阀1组·电磁比例减压阀1组·电磁换向阀10组B.推进系统显示·推进油缸位置、行程显示（左下、右下各一只行程开关）·推进油缸升、缩速度状态显示·推进工作压力显示 MPa·油泵工作压力显示 MPa·总推进力 KN·推进比例减压显示·推时油缸工作显示（工作、不工作）C.推进系统控制·推进系统联锁控制刀盘系统没有处于工作状态，推进系统不能进入推进工作状态。
盾构刀盘驱动系统的原理
盾构刀盘驱动系统的原理盾构刀盘驱动系统是一种用于地下隧道掘进的大型机械设备。
它的工作原理是通过刀盘的旋转来推进掘进机，同时利用刀盘的破碎和掘进轨迹的稳定性来完成地下隧道的开挖工作。
盾构刀盘驱动系统由刀盘、刀盘驱动装置、刀盘液压系统和刀盘轨迹控制系统等部分组成。
刀盘是盾构机的核心部件，它由大量的刀具和刀齿组成。
在工作时，刀盘通过转动来破碎地质体，同时将破碎的土石等物料通过刀盘周围的物料间隙排出。
刀盘的转动速度和转向可以根据需要进行调整，以适应不同地质条件下的掘进工作。
刀盘驱动装置一般通过电机或液压系统来驱动刀盘的转动。
其中，电机驱动系统采用电动机作为动力源，通过齿轮减速机将电机的旋转速度转换为刀盘的旋转速度。
液压驱动系统则通过液压泵将液压油送入刀盘液压马达，产生马达的旋转力矩，从而推动刀盘的转动。
两种驱动方式可以根据需要进行选择，具有各自的特点和适用范围。
刀盘液压系统主要用于提供刀盘驱动所需的液压力和控制。
液压系统中的液压油通过泵站和管线输送到刀盘液压马达，产生马达的旋转力。
同时，液压系统还包括控制阀和传感器等部件，用于监测和调节液压油的流量和压力，从而实现对刀盘转动速度和力矩的控制。
刀盘轨迹控制系统是盾构机的关键部分，它的作用是确保刀盘的掘进轨迹稳定和准确。
该系统主要由测量传感器、控制系统和液压控制单元组成。
测量传感器可以测量刀盘的位置和姿态，将数据传输给控制系统。
控制系统基于传感器的数据，计算并控制刀盘的转动速度、推进力和方向，使刀盘按照预定的轨迹掘进。
盾构刀盘驱动系统使用比较广泛，其原理是通过刀盘的转动来推进掘进机，并利用刀盘的破碎和掘进轨迹的稳定性来完成地下隧道的开挖工作。
通过刀盘驱动装置提供动力，液压系统提供液压力和控制，刀盘轨迹控制系统确保刀盘的轨迹稳定和准确。
这种驱动系统具有高效、稳定和可靠的特点，适用于各种地质条件下的地下隧道掘进工程。
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。
隧道掘进机的名词解释
隧道掘进机的名词解释隧道掘进机（Tunnel Boring Machine，简称TBM），是一种用于隧道开挖的特种工程机械设备。
它采用了现代化的机电一体化技术，通过地质勘探、隧道定位、土壤切削以及支护等一系列工序，能够快速、高效地完成大规模隧道的建设。
一、隧道掘进机的结构和工作原理隧道掘进机通常由刀盘、刀盘驱动系统、切削主体、刀盘下料系统、掘进机身、液压系统、推进系统、控制系统等若干部分组成。
1. 刀盘：是隧道掘进机的核心部件，有时也被称为“大脑”。
它装配有刀具，负责切削和破碎坚硬的地下岩石。
2. 刀盘驱动系统：提供动力，将电动机的旋转力传递给刀盘。
3. 切削主体：由多个切削头组成，用来施加切削力和破碎地层。
4. 刀盘下料系统：将切削下来的岩石通过传送带或螺旋输送机送出隧道。
5. 掘进机身：安装刀盘和推进系统，支撑整个机械结构。
6. 液压系统：提供动力和控制作用，驱动刀盘、切削主体和推进系统等部件工作。
7. 推进系统：由推进液压缸、推进油缸、大撑灵活机构等组成，负责推进整个掘进机。
8. 控制系统：配备了精密的传感器和计算机控制系统，能够实时监测和调整隧道掘进机的工作状态。
二、隧道掘进机的分类根据不同的工作原理和使用环境，隧道掘进机可以分为多种类型。
1. 地下掘进机（Open-type TBM）：适用于较稳定的地层条件，透过盾构机在隧道前掘进。
2. 地下隧道掘进机（Closed-type TBM）：适用于有水压、气压变化或地层不稳定等情况，使用负压环境进行掘进，避免泥水和废气泄漏。
3. 泥水平衡盾构机（EPB）：适用于含水量高的地层，可在同步切割和填充土壤的情况下进行掘进。
4. 异形盾构机（TBM with irregular shape）：用于隧道形状非常规的情况，根据设计要求改变刀盘和刀具的结构形式。
5. 硬岩盾构机（Hard rock TBM）：适用于岩石密度较高、硬度较大的地层，具有较高的切削能力。
第4讲TBM主机构造--
推进系统
后支承
后支承由带移动油缸的滑动机架，带支承靴的 框ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、支承缸和调向缸组成。液压缸可作横向 调整。一旦支撑靴缩回，凯式内机架的位置可 作水平方向与垂直方向的调节。这样可以调整 下一个掘进循环的方向，保持TBM在要求的隧 道中线上。为TBM复位，首先支承靴伸出，外 机架撑靴收回。在此位置，利用支承缸和调向 缸，掘进机的后部可以被垂直和水平移动，并 通过支承缸的反向移动可使其绕纵向轴线滚动。
的扰动，适用开挖岩性不太稳定的地层； 锥面刀盘特征居平面与球面刀盘之间。 目前大直径掘进机都趋向采用平面刀盘。 刀盘是掘进机主要的重型结构件，是厚钢板焊接结构，并
经过精加工，所有钢板和焊缝都经过无损探伤，保证无任 何缺陷。根据运输要求，大直径刀盘可分成数块，运到施 工现场再进行拼装，用精制螺栓连接再焊接而成，要注意 连接处的强度、刚度及整体平行度，
自动推进控制系统 （Thrust Control）
TB880E型掘进机对电力拖动与液压系统的电器控 制，全部采用了可编逻辑控制器(PLC—— Programmable Logic Controller)控制。具有如 下优点：一是结构紧凑，体积小，简化了线路工 艺；二是将继电器由有触头控制变成了无触点控 制，避免了电火花烧蚀触头对电路造成的不利影 响；三是根据实际工况修改调整，逻辑关系很容 易实现；四是可在屏幕上显示故障，便于对故障 的诊断与排除。
《大型施工机械》——TBM部分
第四讲 TBM主机构造
主讲：郭京波
目录
1.刀盘及刀盘驱动系统 2.机架及支撑系统 3.推进系统 4.液压与电气控制系统
盾构机刀盘驱动液压系统设计探索
盾构机刀盘驱动液压系统设计探索文章主要分析了盾构机刀盘驱动液压系统的设计要求，阐述其具体的工作设计原理及特点。
针对目前盾构机刀盘驱动液压系统存在的问题，设计出结构相对更加简单、性能更加优越的盾构机刀盘驱动液压系统。
标签：盾构机；刀盘驱动；液压系统；设计盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送渣土、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，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，其专业从事工程隧道的挖掘工作，具有挖掘效率高、施工影响小、高质量的安全性能以及对于周边环境的影响小等特点。
目前我国在这一大型工程设备的设计制造工作仍然处于起步阶段，因此进行相关的科学技术研究对于打破国外的技术垄断，推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变具有十分重要的意义。
据此文章将针对盾构机刀盘驱动液压系统的设计展开相关的探索，具体的设计思路及过程详见下文。
1 盾构刀盘的驱动方式在盾构机的组成部件中，刀盘是掘进工作的主要工作机构，对于盾构机而言是核心工作部分。
对于盾构机中的刀盘来说，其具体的作用有：隧道岩土破碎切削功能、固定盾构机整体平稳功能以及搅拌推进功能。
刀盘的驱动方式能够实现效率高、范围广的要求，同时刀盘的推进速度也会随着具体掌子面的实际地质情况而有所变化，例如在针对硬岩层与软土层所用到的动力及刀盘运转速度会有巨大的差别。
在目前盾构刀盘的主流驱动方式中，主要有变频电机驱动及液压驱动。
变频电机驱动主要存在以下特点，适应不同工况条件下的频繁变速；采用电磁设计，减少了定子和转子的阻值；在一定程度上能够节省能耗。
而文章主要探讨、设计的是刀盘的液压驱动方式，其主要的构成部件有液压泵、阀组、液压管路、液压驱动马达、减速缓冲部件、大小规格不一的齿轮、主轴承以及相应的密封件构成，通过液压马达所提供的动力来带动刀盘的运转，刀盘的旋转速度由液压马达及其相应动力传动装置来进行调节控制，液压驱动刀盘的盾构机具有环境适应性强、维护修理较为简便和结构可靠、刀盘旋转速度易掌控并且具有过载保护的能力。
盾构机刀盘驱动系统
刀盘旋转液压系统刀盘旋转系统可分为补油回路、主工作回路、外部控制供油泵、主泵外部控制回路、马达外部控制回路。
刀盘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化转速能够方便的调整。
为了得到较大的功率和扭矩，该系统采用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。
下面分别介绍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，需要进行补油和散热，所以设置了一套补油回路对其进行补油和散热。
补油回路采用的是30KW电机带动的低压大流量的定量泵来对主回路进行补油，同时与主工作回路进行油液交换，带走主系统中的产生的大量的热，保证系统的正常工作。
补油泵从油箱泵出的油经两个滤清器进入3个主泵的E口(补油口），并通过两个单向阀分别对闭式回路的低压端进行补油。
高压端的压力油同时推动SDVB型清洗与溢流阀块中的三位三通换向阀偏离中位，使低压端与K1口接通。
从马达返回的携带热量的低压油一部分进入主泵的高压端，一部分经SDVB型清洗与溢流阀块的K1口流出，并经一节流阀流回油箱进行冷却。
另一个带弹簧符号的单向阀是当两侧回路油压都较高时，补油直接通过它，并经节流阀返回油箱。
补油回路中还设有蓄能器和压力传感器，蓄能器是保证回路的压力平稳。
主工作回路：主工作回路由主泵和液压马达组成，主泵是由315KW电机带动的的双向变量泵。
在主泵的主回路中有补油单向阀、SDVB型清洗与溢流阀块。
两个补油单向阀分别向低压侧进行补油。
SDVB型清洗与溢流阀块中的溢流阀当载荷过大时使过高的压力油泄至低压侧，以达到保护系统不受损坏；带弹簧符号的单向阀是当两侧回路油压都较高时，补油直接通过它，并经节流阀返回油箱。
节流阀是保证排放出的压力油与油箱之间形成约20bar的压差。
外部先导油泵控系统：先导油泵是一台由 5.5KW电机带动的恒功率变量泵，泵中的两个伺服阀分别起恒流调控和恒压调控的作用，上面的伺服阀为恒流调控的，与溢流阀一起配合起恒功率调节的作用；下面的伺服阀为恒压调控的，起压力切断的作用，其优先级大于恒功率控制。
盾构技术系列专题讲座--刀盘和驱动
一、基本概念及结构
1.2 泥水平衡盾构机
➢通过泥膜的张力保持水压力，以平衡作用于开挖面的土压力和水压力。 ➢开挖的渣土以泥浆形式输送到地面，经过分离再循环至开挖面。
一、基本概念及结构
1.2 泥水平衡盾构
泥水平衡盾构通过配置不同的刀盘类型，可以兼顾软土地层和复合地层隧道 施工，主要应用在富水地层、透水系数高的砂、卵石层等。
盾构技术系列专题讲座
--刀盘和驱动
目录
一、基本概念及结构 二、刀盘及驱动载荷分析 三、设计实例—10.2米土压平衡盾构 四、盾构发展趋势
一、基本概念及结构
1.1 土压平衡盾构机
➢通过土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。 ➢通过螺旋输送机排放渣土。土压平衡、土介质和设备的要求
一、基本概念及结构
二、刀盘及驱动载荷分析
面板式刀盘与辐条式刀盘比较
➢ 辐条式刀盘对砂、土等单一软土地层的适应性比面板式刀盘较强；但由 于不能安装滚刀，在风化岩及软硬不均地层或硬岩地层，宜采用面板式 刀盘。
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软土型土压平衡盾构机
主要用于软土、砂土、杂填土、粘土、粉质粘土、砂质粘土、淤泥质粘土、 粉土、交杂少量砾石等地层，如北京。
刀盘倒角及边滚刀的布置
刀盘切削直径最终由安装在刀盘外周上的刀具来实现。 在软土地层掘进时，由周边刮刀实现；在硬岩地层掘进 时，由边滚刀来实现。边滚刀的径向与刀盘的面板需成 一定的角度，刀盘形状在边缘处需倾斜一定的角度，从 而形成刀盘倒角。在刀盘切削过程中，由于边滚刀靠近 刀盘的边缘，其旋转速度比靠近中心部位的滚刀要快， 且切削岩层的直线距离较长，因此边滚刀的磨损量大于 中心滚刀和正滚刀，在设计时应增加边滚刀的布置数量。
二、刀盘及驱动载荷分析
2.5 刀盘扭矩计算原理
《双护盾TBM撑靴液压系统及刀盘驱动系统的研究》范文
《双护盾TBM撑靴液压系统及刀盘驱动系统的研究》篇一一、引言随着隧道工程建设的不断发展，双护盾隧道掘进机（TBM）以其高效率、高精度、高安全性的优势在各类地下工程建设中发挥着越来越重要的作用。
TBM的主要工作部分包括撑靴液压系统和刀盘驱动系统，它们直接决定了隧道掘进的质量和效率。
本文将针对双护盾TBM的撑靴液压系统和刀盘驱动系统进行深入研究，分析其工作原理、性能特点及优化策略。
二、双护盾TBM撑靴液压系统研究1. 工作原理双护盾TBM撑靴液压系统是TBM的重要支撑系统，主要用于支撑和稳定掘进机在隧道内的位置。
该系统通过液压泵提供动力，利用高压油液驱动撑靴的伸缩和支撑，从而实现TBM的稳定掘进。
2. 性能特点双护盾TBM撑靴液压系统具有以下特点：（1）高稳定性：通过精确控制液压系统的压力和流量，保证撑靴的稳定支撑，从而确保TBM在隧道内的稳定运行。
（2）高效率：液压系统采用先进的控制技术，使撑靴的伸缩和支撑速度快速而高效。
（3）节能环保：液压系统采用节能设计，有效降低能耗，减少对环境的影响。
3. 优化策略针对双护盾TBM撑靴液压系统的优化，可从以下几个方面进行：（1）优化液压系统设计，提高系统的稳定性和可靠性。
（2）采用先进的控制技术，实现精确控制撑靴的伸缩和支撑。
（3）引入节能技术，降低能耗，提高系统的能效比。
三、刀盘驱动系统研究1. 工作原理刀盘驱动系统是TBM的核心部分，主要用于驱动刀盘进行旋转和切割。
该系统通过电机或液压马达提供动力，驱动刀盘进行旋转，从而实现土石方的切割和破碎。
2. 性能特点刀盘驱动系统具有以下特点：（1）高扭矩：系统具有较大的扭矩输出，能够切割和破碎各种硬度的土石方。
（2）高效率：通过精确控制驱动系统的转速和扭矩，实现高效切割和破碎。
（3）低故障率：采用先进的控制系统和耐磨材料，降低系统的故障率，提高系统的可靠性。
3. 优化策略针对刀盘驱动系统的优化，可从以下几个方面进行：（1）采用先进的控制系统，实现精确控制刀盘的旋转速度和扭矩。
《2024年度双护盾TBM撑靴液压系统及刀盘驱动系统的研究》范文
《双护盾TBM撑靴液压系统及刀盘驱动系统的研究》篇一一、引言随着地下工程建设的不断深入，双护盾TBM（全断面硬岩隧道掘进机）作为高效、安全的施工设备，其技术性能的优化与升级显得尤为重要。
其中，撑靴液压系统及刀盘驱动系统作为TBM 的核心组成部分，其性能的优劣直接影响到隧道掘进的效率与安全性。
本文旨在研究双护盾TBM的撑靴液压系统及刀盘驱动系统，分析其工作原理、性能特点及优化方向，以期为相关技术研究与应用提供参考。
二、双护盾TBM撑靴液压系统研究1. 撑靴液压系统工作原理双护盾TBM撑靴液压系统主要负责支撑和稳定机器，确保在掘进过程中机器的稳定性和安全性。
该系统通过液压泵提供动力，驱动液压缸推动撑靴与岩壁紧密接触，从而为机器提供稳定的支撑力。
2. 性能特点分析双护盾TBM撑靴液压系统具有以下性能特点：（1）高稳定性：通过精确的液压控制，保证撑靴与岩壁的紧密接触，提供稳定的支撑力。
（2）高效率：液压系统响应迅速，能够快速调整撑靴的位置和力度，提高掘进效率。
（3）可靠性高：采用高品质的液压元件和合理的系统设计，确保系统的可靠性和耐久性。
3. 优化方向针对双护盾TBM撑靴液压系统的优化，可以从以下几个方面进行：（1）提高系统的智能化水平，实现自动检测和自动调整，提高工作效率和安全性。
（2）优化液压元件的选型和设计，提高系统的能效比和寿命。
（3）加强系统的维护和保养，确保系统的长期稳定运行。
三、刀盘驱动系统研究1. 刀盘驱动系统工作原理刀盘驱动系统是双护盾TBM的核心部件之一，主要负责驱动刀盘进行破岩和渣土的输送。
该系统通过电机或液压马达提供动力，驱动刀盘旋转，同时配合其他辅助机构完成破岩和渣土的输送。
2. 性能特点分析刀盘驱动系统具有以下性能特点：（1）高破岩效率：通过合理的刀具布置和驱动方式，实现高效破岩。
（2）高可靠性：采用高品质的电机和液压元件，确保系统的可靠性和耐久性。
（3）智能化程度高：可通过控制系统实现自动化操作和智能监控。
S-195盾构机海瑞克工厂培训总结报告
S-195盾构机海瑞克工厂培训总结报告第一篇机械、液压培训总结 (2)第一章S-195盾构机主推进液压系统总结报告 (2)第二章主驱动液压系统培训总结 (5)第三章螺旋输送机液压系统培训总结 (8)第四章主轴承润滑系统培训总结 (11)第五章盾尾及铰接密封系统 (13)第六章旋转接头及其润滑 (16)第七章螺旋输送机轴承脂润滑系统 (17)第八章空压机培训总结 (18)第九章同步注浆系统 (20)第十章人舱系统介绍 (22)第十一章冷却系统学习总结 (23)第十二章泡沫注入系统 (25)第十三章膨润土注入系统 (26)第十四章压缩空气系统 (27)第十五章土压平稳施工技术培训总结 (27)第十六章马德里工地考察报告 (31)第二篇电器培训总结 (33)第一章刀盘驱动系统 (33)第二章推进和铰接系统 (35)第三章管片安装系统 (38)第四章螺旋输送机系统 (42)第五章齿轮油润滑及脂润滑系统 (44)第六章盾尾密封系统 (47)第七章滤油系统及冷却水系统 (48)第八章注浆系统 (50)第九章泡沫系统 (53)第一篇机械、液压培训总结第一章S-195盾构机主推进液压系统总结报告一、系统简介S-195盾构机主推进系统是盾构机掘进和盾构机建立土压平稳模式的要紧系统，了解、把握盾构机推进系统对盾构机在土压平稳状态下掘进、姿势的操纵及盾构机在曲线掘进有实际的指导意义。
二、系统组成主推进系统由泵站及其操纵系统、推进油缸及其操纵系统、铰接油缸及其操纵系统组成。
1、泵站：由110KW电机驱动A4VSO71DRG力士乐衡压泵，斜盘角度的变化范畴是0-15度，可依照系统压力的变化自动调剂〔PLC操纵〕泵的流量。
2、推进油缸：共16对油缸，32根，分为A组〔盾构机右侧，8根油缸〕、B 组〔盾构机底部，10根油缸〕、C组〔盾构机左侧，8根油缸〕、D组〔盾构机顶部，6根油缸〕共四组，其中在Z8、Z16、Z24、Z32油缸上装有行程传感器及油缸的无杆腔装有压力传感器，每一组油缸分别由各自的阀块分别操纵。