专利名称：一种小型盾构机刀盘驱动开式液压系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压系统，特别是一种小型盾构机刀盘液压系统。
背景技术：
盾构掘进机是一种用于地下隧道工程开挖的复杂机电系统，具有开控切削土体、 输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、 市政、水电隧道工程。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，比之传统的钻爆法隧道施工具有明显的优势，有着良好的综合效益。推 进系统承担着整个盾构机械的顶进任务，要求完成盾构掘进机的转弯、曲线行进、姿态控 制、纠偏以及同步运动，使得盾构掘进机能沿着事先设定好的路线前进，是盾构机的关键系 统之一；考虑到盾构掘进机具有大功率、变负载和动力远距离传递及控制特点，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。在盾构机中，采用推进液压缸分区域控制 可以进行盾构掘进方向控制和纠偏，在系统中，对于每个独立分区都分别设置有一个压力 传感器和一个液压缸内置式的位移传感器实时监测各区的推进压力及唯一，采用比例减压 阀进行分区控制以调整盾构掘进机的各区的推进速度和推进压力，从而提高系统的控制精 度；传统的液压系统在盾构推进工况下常规压力控制会引起流量的剧烈波动，常规流量控 制又会引起系统压力的波动，在不同工况难以满足动态负载的工作需要。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对上述存在的问题，提供一种能适用于盾构刀盘 正常掘进和脱困两种工况动态负载的小型盾构机刀盘驱动开式液压系统。本实用新型采用的技术方案是这样的一种小型盾构机刀盘驱动开式液压系统， 包括油箱，以及输入端与油箱相连的变量柱塞泵，变量柱塞泵输出端与高压油滤相连，高压 油滤的输出端与两个电磁换向阀并连，其中一个电磁换向阀与变量马达的油缸输入端相 连，变量马达的油缸输出端与变量柱塞泵的输入端相连；另一个电磁换向阀与直动式溢流 阀相连，直动式溢流阀与散热器相连，散热器与变量柱塞泵的输入端相连。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是通过改变变量柱 塞泵和变量马达的排量来调节输出速度、通过采用开式液压回路并设置两种主油路压力， 用以实现盾构刀盘正常掘进和脱困两种工况，同时，调速范围宽可满足Φ2000πιπι小型多功 能土压平衡盾构机刀盘驱动在多种工况的技术要求。
图1是本实用新型小型盾构机刀盘驱动开式液压系统的示意图。图中标记油箱一 1 ；变量柱塞泵一2 ；吸油油滤一3 ；蝶阀一4 ；高压油滤一5 ；电 磁比例节流阀一6 ；单向阀一7 ；电磁换向阀一8a，8b ；变量马达一9 ；减速机一 10 ；压力变送 器一11 ；直动式溢流阀一12 ；散热器一13 ；回油油滤一14 ；交流电机一15。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1所示，本实用新型包括油箱1，变量柱塞泵2在交流电机15的驱动下，通过 吸油油滤3从油箱1中吸油，吸油油滤3后设置有蝶阀4，方便维护时断开油路，蝶阀4末端 与变量柱塞泵2相连，变量柱塞泵2与高压油滤5相连，从油箱1至高压油滤5 —路为主液 压油路，主液压油路上设置有电磁比例节流阀6及单向阀7，电磁比例节流阀6与单向阀7 连接，单向阀7与高压油滤5连接，其中电磁比例节流阀6用于向变量柱塞泵2输出排量， 单向阀7防止回路里油液倒流，高压油滤5用于压力油的精密过滤。在高压油滤5后的油 路分成刀盘工作支路和脱困工况支路两条支路，其一的刀盘工作支路上设置有与电磁换向 阀8a和变量马达9，电磁换向阀8a与变量马达9的油缸输入端相连，电磁换向阀8a与高压 油滤5的输出端相连，变量马达9与减速机10相连，在减速机10上设置有转速传感器，用 以测量刀盘转速，通过电磁换向阀8a调节变量马达9的排量，以调节变量马达9的输出速 度，并带动与之相连的减速机10，以驱动安装在刀盘前端的小齿轮及主轴承大齿轮带动刀 盘旋转切削运动，在刀盘工作支路上还设置有压力变送器11，用于实时监测回路中压力值； 刀盘工作支路的尾端，变量马达9油缸的输出端与变量柱塞泵2的输入端相连，形成回路。另一支路为脱困工况支路，在脱困工况支路上也设置有电磁换向阀8b，电磁换向 阀8b的输入端与高压油滤5的输出端相连，电磁换向阀8b与两个直动式溢流阀12连接， 压力设定分别为19. 5ΜΙ^和22MPa，直动式溢流阀12分别应与于刀盘正常工作和脱困工况， 直动式溢流阀12与散热器13相连，散热器13与回油油滤14相连，回油油滤14末端与主 液压油路相连，形成回路。作为本实用新型的进一步改进，在油箱1上设置有液位计和放油阀，方便油箱1 液位显示和油箱1放油、清洗；同时，在交流电机15上设置有温度传感器和液位控制仪，当 系统油温> 80°C时、液位降至液位控制继电器低液位报警点时停止交流电机15 ；采用变量 泵-变量马达9容积调速回路，通过改变变量柱塞泵2和变量马达9的排量来调节输出速 度、调速范围宽可满足Φ2000πιπι小型多功能土压平衡盾构机刀盘驱动在多种工况的技术 要求。变量马达9可根据变量马达9上刀盘工作的负载自动调节输出排量，转速来通过 减速机10上转速传感器，从而控制变量柱塞泵2输出的流量，驱动变量马达9输出刀盘克 服负载所需要的力矩和转速。主液压回路采用开式液压回路，设置两种主油路压力实现盾 构刀盘正常掘进和脱困两种工况。系统输出的扭矩和转速可以满足动态负载的工作需要。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1.一种小型盾构机刀盘驱动开式液压系统，其特征在于包括油箱，以及输入端与油 箱相连的变量柱塞泵，变量柱塞泵输出端与高压油滤相连，高压油滤的输出端与两个电磁 换向阀并连，其中一个电磁换向阀与变量马达的油缸输入端相连，变量马达的油缸输出端 与变量柱塞泵的输入端相连；另一个电磁换向阀与直动式溢流阀相连，直动式溢流阀与散 热器相连，散热器与变量柱塞泵的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的小型盾构机刀盘驱动开式液压系统，其特征在于所述变量 柱塞泵与油箱之间设置有吸油油滤，所述散热器与变量柱塞泵之间设置有回油油滤。
3.根据权利要求1所述的小型盾构机刀盘驱动开式液压系统，其特征在于所述变量 柱塞泵与高压油滤之间设置有电磁比例节流阀和单向阀。
4.根据权利要求1所述的小型盾构机刀盘驱动开式液压系统，其特征在于所述变量 马达连接有减速机，所述减速机上设置有转速传感器。
5.根据权利要求1所述的小型盾构机刀盘驱动开式液压系统，其特征在于所述油箱 上设置有液位计和放油阀。
6.根据权利要求1所述的小型盾构机刀盘驱动开式液压系统，其特征在于所述交流 电机上设置有温度传感器和液位控制仪。
专利摘要本实用新型公开了一种小型盾构机刀盘驱动开式液压系统，包括油箱，以及输入端与油箱相连的变量柱塞泵，变量柱塞泵输出端与高压油滤相连，高压油滤的输出端与两个电磁换向阀并连，其中一个电磁换向阀与变量马达的油缸输入端相连，变量马达的油缸输出端与变量柱塞泵的输入端相连；另一个电磁换向阀与直动式溢流阀相连，直动式溢流阀与散热器相连，散热器与变量柱塞泵的输入端相连；通过改变变量柱塞泵和变量马达的排量来调节输出速度、通过采用开式液压回路并设置两种主油路压力，用以实现盾构刀盘正常掘进和脱困两种工况，同时，调速范围宽可满足Φ2000mm小型多功能土压平衡盾构机刀盘驱动在多种工况的技术要求。
文档编号F15B15/18GK201843618SQ201020606788
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者廖正君, 郑传玺 申请人:南车资阳机车有限公司