小松盾构机的双梁提升系统改造
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外增 加动 力源 。
液压 油缸 作 为双 梁提 升 系统 的执 行 机构 ，是整 个系 统
的核 心部分 （ 图１ ）。
水平动作转化为最终执行机构双梁扁担的竖直动作。而因 为整个提升系统必须在超过１ ５ ｍ的双梁齿条上水平移动 ， 双粱扁担上的滑轮必须要跟随行走 电机进行水平移动 ，所
为适 应施 工 需要 ，我公 司对 ２ 台进 口的 ６ ３ ４ ０ ｍｍ小松
油 缸牵 引所用 钢丝 绳 的移动 行程化 为油 缸行 程 的２ 倍 。 当定
盾 构 机 进行 了外 壳扩 径 改造 ，外 壳直 径 由 原有 的６ ３ ４ ０ ｍ ｍ
滑 轮组 将 水平 受 力转 化为 垂 直受 力 时 ，双梁 扁 担上 的动滑
Ｆ ＥＮＧ Ｃｈ ｅｎ ｈ ｕ ｉ
Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ７ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
１ 改造计划
在 经过 和 小松 公 司协 商 讨 论后 ，决定 利用 动 滑轮 和 定 滑轮 原 理 ，在 双 梁 靠近 盾 构 台车 的 一端 安装 ２ 个 行程 为 ２ ｍ 的双 作 用 液压 缸 ，在 有 杆腔 头 部 安装 滑 轮 ，连 接钢 丝 绳 ， 利用 油 缸 的伸 缩 动作 和 动滑 轮 组 实现 双 梁提 升 扁担 的 提升 和 下 降动 作 。 在 计 划 改 进 的 双 梁 提 升 系 统 中 ， 限 于 现 有 双 梁 系 统 的结 构 ，作 为 液压 执 行机 构 的双梁 提 升 油缸 必 须水 平放 置 在 双 梁桥 架 上 。 因此 需要 依 靠 大量 定滑 轮 来将 双 梁 油缸 的
路 内左右油缸内部摩擦压力不同而产生的左右高低差 ，保
证 管片 平稳运 输［ ｉ － ２ ］ 。
２ 改造过程
本 次 改 造 新 增 加 了２ 个双作用液压油缸 ，１ 套 加 载 阀 组 ，４ 套 节流 调 速 阀 以及２ 套 单独 的 电磁 换 向 阀 。液压 泵源
则使用 同期改造的管片保持机构 的柱塞式液Hale Waihona Puke Baidu泵，无需额
以，在 系 统 中动 滑 轮 也是 必 不可 少 的 。 由于单 组 动滑 轮 的 使 用必 定 伴 随着 水 平移 动 距 离 的增加 ，竖 直移 动距 离 的减 小 ， 故在 水 平移 动 的油 缸 头 部再 次增 加 一个 动 滑轮 组 ，将
在 每 个液 压 油缸 的有 杆 腔和 无杆 腔 出 口都 安装 有节 流 调速 阀 ，使 用 回油 节流 调 速 的方 式进 行流 量 控制 。若使 用 进 油 节 流方 式 ，油 缸 回油 腔 内无 法形 成 背压 ，则在 承受 负 载 时 有可 能会 发 生 油缸 失 控 ，超速 前 冲 。具 体表 现 为 吊运 管 片 的过 程 中 ，控 制油 缸伸 出即在 双 梁扁 担 下 降时 ，有 可
现 有 小 松 盾 构 机 的双 梁 提 升 机 构 普 遍 使 用２ 个 起 重 能 力为３ ． ２ ｔ 的 电动 葫芦 进 行管 片 提 升运 输 操 作 。 该双梁 提 升
机 构 由于结 构 复 杂 、 电气 元 件 较 多 ，面对 井 下 的恶 劣施 工
环 境 很容 易发 生故 障 ，且 电动 葫芦 执 行机 构悬 挂 于 半空 ， 也 为 现场 设 备 维护 造成 了不 小 的影 响 ，故 产生 了改变 双 梁 提 升系 统结 构 的想法 。
改为６ ７ ６ ０ ｍ ｍ，同时增加管片保持装置，并进行了部分设
备 的优 化 改造 。
轮组又会将变为２ 倍的钢丝绳行程缩短至油缸行程 。这样可 以保证双梁扁担的起升高度与油缸行程一致。
本次 管 片起 升 系统 用液 压油 缸 和滑 轮组 配 合 的方 式来 代 替原 来３ ． ２ ｔ 电动 葫 芦 的功 能 ，行 走机 构 为 电机 带 动齿 轮 在 齿条 上行 走 ，起 升 单个 油缸 的 提升 力达 ７ ｔ ，远远 高于 原 有 的 电动 葫芦 提升 设 备 。配合 管 片运 输 车之 后提 升 管片 的 行程 更胜 于 原 设计 ， 方便 吊运 管 片 。左右 双 梁上 的 单个 液 压 油 缸均 使 用 单独 换 向 阀块进 行 控制 ，可 以单独 进 行提 升 和 下 降操 作 ，便 于 调整 由于管 片质 量 分布 不 均匀 或液 压 回
中圈分类号 ：Ｔ Ｕ ６ ２ １ 文献标志码 ：Ａ Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ ４ １ ４ ４ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｚ ｓ ｇ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ ４ ４
Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｄｏ ｕ ｂ ｌ ｅ － Ｂｅ ａ ｍ Ｌｉ ｆ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｋｏ ｍａ ｔ ｓ ｕ Ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ
藿 堡
小 松盾 构机 的双 梁提 升系统 改造
丰 晨 晖
上 海 市 机械 施 工 集 团有 限公 司 上 海 ２ ０ ０ ０ ７ ２
摘要 ：进 口的小松盾构机 旧式双 梁提升系统 系使 用电动葫芦进行动作 ，在恶 劣的施 工条件下操作复杂 。维护成本 高 。
配件采 购困难 ，因此对提升 系统进行 了改造 。系统 改造后使用液压控 制 ， 所 有配件国产化 ，维护简易且成本低廉 。 操 作简单 ，降低了施工中设备维护的难度 ，提高 了工作效率 ，为类似盾构提升 系统 的改造积累 了经验。 关键词 ：小松盾构机 ；双梁提升系统 ；液压驱动 ；滑轮组
能瞬间落下一段距离。在施工现场这是非常危险 的状况 。
而 回油 节 流控 制 的优 势在 于使 液压 油 缸在 工作 时 能够 产 生
液压 油缸 作 为双 梁提 升 系统 的执 行 机构 ，是整 个系 统
的核 心部分 （ 图１ ）。
水平动作转化为最终执行机构双梁扁担的竖直动作。而因 为整个提升系统必须在超过１ ５ ｍ的双梁齿条上水平移动 ， 双粱扁担上的滑轮必须要跟随行走 电机进行水平移动 ，所
为适 应施 工 需要 ，我公 司对 ２ 台进 口的 ６ ３ ４ ０ ｍｍ小松
油 缸牵 引所用 钢丝 绳 的移动 行程化 为油 缸行 程 的２ 倍 。 当定
盾 构 机 进行 了外 壳扩 径 改造 ，外 壳直 径 由 原有 的６ ３ ４ ０ ｍ ｍ
滑 轮组 将 水平 受 力转 化为 垂 直受 力 时 ，双梁 扁 担上 的动滑
Ｆ ＥＮＧ Ｃｈ ｅｎ ｈ ｕ ｉ
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１ 改造计划
在 经过 和 小松 公 司协 商 讨 论后 ，决定 利用 动 滑轮 和 定 滑轮 原 理 ，在 双 梁 靠近 盾 构 台车 的 一端 安装 ２ 个 行程 为 ２ ｍ 的双 作 用 液压 缸 ，在 有 杆腔 头 部 安装 滑 轮 ，连 接钢 丝 绳 ， 利用 油 缸 的伸 缩 动作 和 动滑 轮 组 实现 双 梁提 升 扁担 的 提升 和 下 降动 作 。 在 计 划 改 进 的 双 梁 提 升 系 统 中 ， 限 于 现 有 双 梁 系 统 的结 构 ，作 为 液压 执 行机 构 的双梁 提 升 油缸 必 须水 平放 置 在 双 梁桥 架 上 。 因此 需要 依 靠 大量 定滑 轮 来将 双 梁 油缸 的
路 内左右油缸内部摩擦压力不同而产生的左右高低差 ，保
证 管片 平稳运 输［ ｉ － ２ ］ 。
２ 改造过程
本 次 改 造 新 增 加 了２ 个双作用液压油缸 ，１ 套 加 载 阀 组 ，４ 套 节流 调 速 阀 以及２ 套 单独 的 电磁 换 向 阀 。液压 泵源
则使用 同期改造的管片保持机构 的柱塞式液Hale Waihona Puke Baidu泵，无需额
以，在 系 统 中动 滑 轮 也是 必 不可 少 的 。 由于单 组 动滑 轮 的 使 用必 定 伴 随着 水 平移 动 距 离 的增加 ，竖 直移 动距 离 的减 小 ， 故在 水 平移 动 的油 缸 头 部再 次增 加 一个 动 滑轮 组 ，将
在 每 个液 压 油缸 的有 杆 腔和 无杆 腔 出 口都 安装 有节 流 调速 阀 ，使 用 回油 节流 调 速 的方 式进 行流 量 控制 。若使 用 进 油 节 流方 式 ，油 缸 回油 腔 内无 法形 成 背压 ，则在 承受 负 载 时 有可 能会 发 生 油缸 失 控 ，超速 前 冲 。具 体表 现 为 吊运 管 片 的过 程 中 ，控 制油 缸伸 出即在 双 梁扁 担 下 降时 ，有 可
现 有 小 松 盾 构 机 的双 梁 提 升 机 构 普 遍 使 用２ 个 起 重 能 力为３ ． ２ ｔ 的 电动 葫芦 进 行管 片 提 升运 输 操 作 。 该双梁 提 升
机 构 由于结 构 复 杂 、 电气 元 件 较 多 ，面对 井 下 的恶 劣施 工
环 境 很容 易发 生故 障 ，且 电动 葫芦 执 行机 构悬 挂 于 半空 ， 也 为 现场 设 备 维护 造成 了不 小 的影 响 ，故 产生 了改变 双 梁 提 升系 统结 构 的想法 。
改为６ ７ ６ ０ ｍ ｍ，同时增加管片保持装置，并进行了部分设
备 的优 化 改造 。
轮组又会将变为２ 倍的钢丝绳行程缩短至油缸行程 。这样可 以保证双梁扁担的起升高度与油缸行程一致。
本次 管 片起 升 系统 用液 压油 缸 和滑 轮组 配 合 的方 式来 代 替原 来３ ． ２ ｔ 电动 葫 芦 的功 能 ，行 走机 构 为 电机 带 动齿 轮 在 齿条 上行 走 ，起 升 单个 油缸 的 提升 力达 ７ ｔ ，远远 高于 原 有 的 电动 葫芦 提升 设 备 。配合 管 片运 输 车之 后提 升 管片 的 行程 更胜 于 原 设计 ， 方便 吊运 管 片 。左右 双 梁上 的 单个 液 压 油 缸均 使 用 单独 换 向 阀块进 行 控制 ，可 以单独 进 行提 升 和 下 降操 作 ，便 于 调整 由于管 片质 量 分布 不 均匀 或液 压 回
中圈分类号 ：Ｔ Ｕ ６ ２ １ 文献标志码 ：Ａ Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ ４ １ ４ ４ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｚ ｓ ｇ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ ４ ４
Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｄｏ ｕ ｂ ｌ ｅ － Ｂｅ ａ ｍ Ｌｉ ｆ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｋｏ ｍａ ｔ ｓ ｕ Ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ
藿 堡
小 松盾 构机 的双 梁提 升系统 改造
丰 晨 晖
上 海 市 机械 施 工 集 团有 限公 司 上 海 ２ ０ ０ ０ ７ ２
摘要 ：进 口的小松盾构机 旧式双 梁提升系统 系使 用电动葫芦进行动作 ，在恶 劣的施 工条件下操作复杂 。维护成本 高 。
配件采 购困难 ，因此对提升 系统进行 了改造 。系统 改造后使用液压控 制 ， 所 有配件国产化 ，维护简易且成本低廉 。 操 作简单 ，降低了施工中设备维护的难度 ，提高 了工作效率 ，为类似盾构提升 系统 的改造积累 了经验。 关键词 ：小松盾构机 ；双梁提升系统 ；液压驱动 ；滑轮组
能瞬间落下一段距离。在施工现场这是非常危险 的状况 。
而 回油 节 流控 制 的优 势在 于使 液压 油 缸在 工作 时 能够 产 生