盾构液压培训-电驱
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盾构液压培训
中铁隧道装备制造有限公司
主要内容
➢ 盾构简介 ➢ 液压系统控制原理 ➢ 典型故障的分析及处理 ➢ 维护与保养
盾构主机组成
盾构液压系统组成
▪ 1. 推进系统 ▪ 2. 管片安装机系统 ▪ 3. 螺旋输送机系统 ▪ 4. 注浆系统 ▪ 5. 辅助系统 ▪ 6. 冷却循环系统 ▪ 7.铰接系统
▪ 撑靴表面有一聚安脂胶垫，推进 缸撑靴在与管片接触时能保证推 力缓和均匀地作用在管片上，确 保管片衬砌环面的完整，且保证 不顶在管片接缝上。
推进泵
▪ 采用动态恒压控制柱塞泵，由比例溢流阀控制出口压力， 泵出口装有安全阀及压力传感器
推进控制阀组
控制算法
▪ 系统采集四组推进压力传给PLC ▪ 通过比较得出四组最大压力值P ▪ 将P值输入PID模块得出泵出口压力 ▪ 泵出口压力转换为比例溢流阀控制信号 ▪ PLC输出信号经过放大板放大后控制比例溢流阀动作，泵
▪ 在维修后仓门时，要关闭油缸上的球阀， 以免控制阀误动作，在蓄能器作用下后仓 门关闭给维修人员造成伤害。
▪ 后仓门装有位移传感器，可检测后仓门的 开度。
▪ 上下两道，打开方向 相反，使得渣土需要 通过S型路径，增大 阻力，可防止稀渣喷 溅。
拼装机在旋转时，报警灯亮。
四、螺旋输送机系统
▪ 螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组成部分，其主要构造 由驱动装置、圆筒状壳体和中心螺旋轴组成，工作时螺旋 轴旋转，渣土沿螺旋轴平移输送。
螺旋驱动
驱动装置-马达
▪ 单马达尾部驱动方案。 ▪ 马达具有高低两档排量。
驱动装置-泵
▪ 螺机泵采用电比例 控制变量方式
▪ 执行元件：两根Φ100／56×2000 的油缸
控制系统-径向运动
▪ 执行元件：两根Φ130／80×1200 的油缸 ▪ 红蓝缸
红蓝缸平衡阀
▪ 防止油缸重力作用下自动伸出，安全作用 ▪ 逆时针调节，开启压力增大
旋转限位-接近开关
▪ 两个接近开关装与管片机上部，限制管片机旋转角度+/200°。
▪ 管片拼装机的结构形式为环式结构，液压驱动。 ▪ 拼装机有以下几大机构组成：行走梁、平移机构、回转机
构、举升机构、举重钳、管路支架、工作平台等组成。
管片拼装机结构组成
液压控制系统-油源
▪ 采用力士乐轴向柱塞泵作为油源，具有恒功率控制和恒压 控制特性，并且装有加载阀，可实现空载启动。
泵内部剖视图
泵内部结构
控制系统-旋转机构
▪ 卓轮减速机配力士乐弯轴式柱塞马达 ▪ 减速机带有制动器
马达平衡阀组
▪ 采用平衡阀，体积小，工作可靠，并集成制动控制，补油 回路，安全保护控制等多项功能。
旋转、轴向及提升缸控制多路阀
▪ 采用电比例多路阀进行精度控制。 ▪ 集成安全阀、压力补偿功能及二次限压。
控制系统-轴向移动
▪ 压力传感器测得高 压侧压力，传给 PLC，转换为螺机 扭矩。
冲洗阀块
▪ 螺机驱动采用集中换油方式，置换量大约为20%。
温度传感器
▪ 温度传感器测得泄漏油温，当温度超过65°时报警。
高低速控制阀
▪ 高低速切换由控制 泵供油
螺机伸缩油缸
▪ 由两个油缸拖拉螺 旋体，实现螺旋机 的伸缩控制，螺旋 体的伸缩控制与前 料门的启闭控制紧 密相关，必须安全 可靠，其伸缩极限 位置均设有行程开 关，提供两个控制 动作的联锁信号。
推进控制面板
上位机显示
电机异响
▪ 电机运行过程中，如发出断续的尖叫声，可判断是由于电 机轴承处缺油，干磨檫导致的，可通过电机前后两个黄油 嘴往里打黄油，直到没有异片拼装机系统是盾构的一个重要组成部分，用来拼装衬 砌管片，是将管片拼装成环的机械。它应具有锁紧、升降、 平移、回转、仰俯、横摇和偏转七种动作，各种动作进行 专门的调节以使管片能精确就位。
▪ 四组控制信号是一样的，经过放大板后的控制电流是不一 样的。每组控制的油缸数与流量成正比。
推进方向控制
▪ 推进方向控制是在四组控制模块所建立的控制压力大小不 同，产生的合成推力偏离盾体中心线时，产生转弯扭矩， 迫使盾构改变推进方向的。
▪ 四组控制压力由每组进口联上的比例溢流阀给定
▪ 两种模式 ▪ 四组分布
出口压力随之改变。 ▪ 以上均由PLC自动控制。
控制原理：推进
控制原理：保压
控制原理：卸荷
控制原理：回缩
控制原理：伸出
推进速度控制
▪ 推进速度由每组进口联上的比例调速阀给定。通过调节控 制面板上的推进速度电位计，PLC输出控制信号到放大板 （两块四通道），经过放大后的电流分别控制每组的调速 阀动作。
二、推进系统
▪ 推进系统主要为盾构提供使盾构向前掘进的反力. ▪ 通过调整部分区域油缸的行程来改变盾构掘进的方向.
推进油缸
▪ 推进油缸分四组周向分布，每组中设一个内置式位移传 感器
▪ 带传感器的推进缸
推进油缸撑靴
▪ 推进油缸撑靴与推进油缸活塞头 部是用可任意方向转动的球铰联 接，能够充分对应管片与盾构机 的倾斜，保证撑靴平面与管片密 贴。为了能使推进油缸的推力均 匀地传递给管片，推进油缸撑靴 面积要适当大些。
螺机前仓门
▪ 前仓门是在土仓内，控制仓门开关的油缸是在土仓隔板后面的。 ▪ 两根油缸并联，由同一组阀控制，关仓门时，通常是一边先动，另一
边再动，这是正常的。 ▪ 油缸两端设有行程开关，可检测仓门开闭，为后续控制提供信号。
后料门自动关闭
▪ 在断电状态或突发性的故障停机状态，应 能保证螺旋机后料门的可靠关闭，以确保 土压舱的土压平衡；在正常工作时，蓄能 器在配套控制阀的控制下，进行充压蓄能 ，在断电时，蓄能器充当泵的功能，给油 缸提供流量，使其缓慢关闭，而在较长时 间的停机情况，应及时的关闭管路上的截 止阀，以防由于泄漏引起闭合压力过低， 造成密封不良的现象。
抓持缸
▪ 液控单向阀保证抓紧牢靠，不泄漏 ▪ 受到外力时，安全阀溢流，防止损坏管片，前后两个节流
孔使得溢流量很小，保证持续可靠抓持。 ▪ 压力继电器传送抓紧信号，提高安全性
抓举头控制块
控制面板
▪ 旋转，轴向移动，红蓝缸动作为比例的 ▪ 其它为开关量
操作与安全
▪ 拼装机的操作有无线遥控器控制和有线控制两种。 ▪ 拼装机上设有报警灯和报警喇叭，报警信号自动发出，当
中铁隧道装备制造有限公司
主要内容
➢ 盾构简介 ➢ 液压系统控制原理 ➢ 典型故障的分析及处理 ➢ 维护与保养
盾构主机组成
盾构液压系统组成
▪ 1. 推进系统 ▪ 2. 管片安装机系统 ▪ 3. 螺旋输送机系统 ▪ 4. 注浆系统 ▪ 5. 辅助系统 ▪ 6. 冷却循环系统 ▪ 7.铰接系统
▪ 撑靴表面有一聚安脂胶垫，推进 缸撑靴在与管片接触时能保证推 力缓和均匀地作用在管片上，确 保管片衬砌环面的完整，且保证 不顶在管片接缝上。
推进泵
▪ 采用动态恒压控制柱塞泵，由比例溢流阀控制出口压力， 泵出口装有安全阀及压力传感器
推进控制阀组
控制算法
▪ 系统采集四组推进压力传给PLC ▪ 通过比较得出四组最大压力值P ▪ 将P值输入PID模块得出泵出口压力 ▪ 泵出口压力转换为比例溢流阀控制信号 ▪ PLC输出信号经过放大板放大后控制比例溢流阀动作，泵
▪ 在维修后仓门时，要关闭油缸上的球阀， 以免控制阀误动作，在蓄能器作用下后仓 门关闭给维修人员造成伤害。
▪ 后仓门装有位移传感器，可检测后仓门的 开度。
▪ 上下两道，打开方向 相反，使得渣土需要 通过S型路径，增大 阻力，可防止稀渣喷 溅。
拼装机在旋转时，报警灯亮。
四、螺旋输送机系统
▪ 螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组成部分，其主要构造 由驱动装置、圆筒状壳体和中心螺旋轴组成，工作时螺旋 轴旋转，渣土沿螺旋轴平移输送。
螺旋驱动
驱动装置-马达
▪ 单马达尾部驱动方案。 ▪ 马达具有高低两档排量。
驱动装置-泵
▪ 螺机泵采用电比例 控制变量方式
▪ 执行元件：两根Φ100／56×2000 的油缸
控制系统-径向运动
▪ 执行元件：两根Φ130／80×1200 的油缸 ▪ 红蓝缸
红蓝缸平衡阀
▪ 防止油缸重力作用下自动伸出，安全作用 ▪ 逆时针调节，开启压力增大
旋转限位-接近开关
▪ 两个接近开关装与管片机上部，限制管片机旋转角度+/200°。
▪ 管片拼装机的结构形式为环式结构，液压驱动。 ▪ 拼装机有以下几大机构组成：行走梁、平移机构、回转机
构、举升机构、举重钳、管路支架、工作平台等组成。
管片拼装机结构组成
液压控制系统-油源
▪ 采用力士乐轴向柱塞泵作为油源，具有恒功率控制和恒压 控制特性，并且装有加载阀，可实现空载启动。
泵内部剖视图
泵内部结构
控制系统-旋转机构
▪ 卓轮减速机配力士乐弯轴式柱塞马达 ▪ 减速机带有制动器
马达平衡阀组
▪ 采用平衡阀，体积小，工作可靠，并集成制动控制，补油 回路，安全保护控制等多项功能。
旋转、轴向及提升缸控制多路阀
▪ 采用电比例多路阀进行精度控制。 ▪ 集成安全阀、压力补偿功能及二次限压。
控制系统-轴向移动
▪ 压力传感器测得高 压侧压力，传给 PLC，转换为螺机 扭矩。
冲洗阀块
▪ 螺机驱动采用集中换油方式，置换量大约为20%。
温度传感器
▪ 温度传感器测得泄漏油温，当温度超过65°时报警。
高低速控制阀
▪ 高低速切换由控制 泵供油
螺机伸缩油缸
▪ 由两个油缸拖拉螺 旋体，实现螺旋机 的伸缩控制，螺旋 体的伸缩控制与前 料门的启闭控制紧 密相关，必须安全 可靠，其伸缩极限 位置均设有行程开 关，提供两个控制 动作的联锁信号。
推进控制面板
上位机显示
电机异响
▪ 电机运行过程中，如发出断续的尖叫声，可判断是由于电 机轴承处缺油，干磨檫导致的，可通过电机前后两个黄油 嘴往里打黄油，直到没有异片拼装机系统是盾构的一个重要组成部分，用来拼装衬 砌管片，是将管片拼装成环的机械。它应具有锁紧、升降、 平移、回转、仰俯、横摇和偏转七种动作，各种动作进行 专门的调节以使管片能精确就位。
▪ 四组控制信号是一样的，经过放大板后的控制电流是不一 样的。每组控制的油缸数与流量成正比。
推进方向控制
▪ 推进方向控制是在四组控制模块所建立的控制压力大小不 同，产生的合成推力偏离盾体中心线时，产生转弯扭矩， 迫使盾构改变推进方向的。
▪ 四组控制压力由每组进口联上的比例溢流阀给定
▪ 两种模式 ▪ 四组分布
出口压力随之改变。 ▪ 以上均由PLC自动控制。
控制原理：推进
控制原理：保压
控制原理：卸荷
控制原理：回缩
控制原理：伸出
推进速度控制
▪ 推进速度由每组进口联上的比例调速阀给定。通过调节控 制面板上的推进速度电位计，PLC输出控制信号到放大板 （两块四通道），经过放大后的电流分别控制每组的调速 阀动作。
二、推进系统
▪ 推进系统主要为盾构提供使盾构向前掘进的反力. ▪ 通过调整部分区域油缸的行程来改变盾构掘进的方向.
推进油缸
▪ 推进油缸分四组周向分布，每组中设一个内置式位移传 感器
▪ 带传感器的推进缸
推进油缸撑靴
▪ 推进油缸撑靴与推进油缸活塞头 部是用可任意方向转动的球铰联 接，能够充分对应管片与盾构机 的倾斜，保证撑靴平面与管片密 贴。为了能使推进油缸的推力均 匀地传递给管片，推进油缸撑靴 面积要适当大些。
螺机前仓门
▪ 前仓门是在土仓内，控制仓门开关的油缸是在土仓隔板后面的。 ▪ 两根油缸并联，由同一组阀控制，关仓门时，通常是一边先动，另一
边再动，这是正常的。 ▪ 油缸两端设有行程开关，可检测仓门开闭，为后续控制提供信号。
后料门自动关闭
▪ 在断电状态或突发性的故障停机状态，应 能保证螺旋机后料门的可靠关闭，以确保 土压舱的土压平衡；在正常工作时，蓄能 器在配套控制阀的控制下，进行充压蓄能 ，在断电时，蓄能器充当泵的功能，给油 缸提供流量，使其缓慢关闭，而在较长时 间的停机情况，应及时的关闭管路上的截 止阀，以防由于泄漏引起闭合压力过低， 造成密封不良的现象。
抓持缸
▪ 液控单向阀保证抓紧牢靠，不泄漏 ▪ 受到外力时，安全阀溢流，防止损坏管片，前后两个节流
孔使得溢流量很小，保证持续可靠抓持。 ▪ 压力继电器传送抓紧信号，提高安全性
抓举头控制块
控制面板
▪ 旋转，轴向移动，红蓝缸动作为比例的 ▪ 其它为开关量
操作与安全
▪ 拼装机的操作有无线遥控器控制和有线控制两种。 ▪ 拼装机上设有报警灯和报警喇叭，报警信号自动发出，当