1、完整版海瑞克盾构机液压系统说明附电路图液压系统元件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
2、， 排量 是一定的压油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Hr 口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
3、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pl流向p2b.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X控制口X口接珏力油时.御芯将A口与B口 培死丄口捷抽辆时.当PA PBH,训从 A口进油-和州阀芯浇向衣口A 口注：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，d.插装阀注：控制油路克服弹簧力，接通进出口，该阀一般用于主油路e.减压阀 注：主要用于控制出口压力3液压马达液压马达属于液压系统的执行元件， 与
4、液压泵的工 作原理相反，液压泵是将其他形式的能（如电能、风能） 转化为液压油的动能，而液压马达是将液压油的动能转 化为机械能，从而实现马达的旋转带动执行元件的转动。 盾构机中用到的马达主要是轴向柱塞变量马达， 可实现无级调速。4液压油缸液压油缸同样是液压系统中的执行元件，主要有 伸出、收回、保持三个状态，一般是中间隔开分为两个 工作腔即有杆腔和无杆腔。最常见的是单活塞杆油缸， 两个工作腔交替进行进油、回油来控制活塞杆的状态。5液压辅助元件及工作介质液压回路中除了以上几大部分以外还有很多辅助 元件，例如油箱、过滤器、传感器、蓄能器、密封装置、 冷却器、液压管路和接头、温度计、液位计等。联轴器压力
5、表0蓄能 器液压的工作介质就是指液压油，中铁装备公司根据NAS清洁度选择液压油的粘度 V=68mm2/s，主要使用壳牌或美孚液压油。伸缩油缸换向回路示意图：进油跨液压;田缸单向变臺眾2油箱换向阀油缸伸出为例，泵在电动机的带动下开始转动将油液输出，换向阀换到左位，进入液压油缸无杆腔， 同时 有杆腔的油液开始回油，经换向阀流入到油箱， 1、2 属溢流阀，当油路中压力较大时， 溢流阀打开，油液直 接回到油箱，防止压力过大时对系统造成冲击甚至破坏。进油路 冋汕路注：此图原理同上图，换向阀的关闭是通过手柄操作的 盾构机液压系统根据液压油的走向，大致可以把整个液压系统的回路归结为：油箱T液压泵T液压控制阀
6、T液压马达或者 液压油缸T液压回油散热器 T油箱。1、螺旋输送机液压基本原理下图是大连地铁2号线201工程土压平衡式盾构机 螺旋输送机旋转的液压系统图，以正转为例：首先，准 备好盾构机启动条件， 选定正转方向、按下螺旋输送机 启动按钮后，电动机开始启动，带动左侧双向变量液压 泵旋转，泵开始输出液压油，分出上下两路，上侧液压 油途径压力表到达换向阀 （此时换向阀已经换位到左位）处不通继续向上，到达五个旋转马达右侧，推动马达旋 转，同时下侧液压油向上到达换向阀处，推开溢流阀， 因节流口的原因只有部分油液流回油箱， 其余部分油液继续向上到达五个马达左侧，因为左右两侧油液压力的关系，马达由右向左转动，
7、从而实现螺旋输送机的正转。2、推进系统液压基本原理下图是大连地铁 2 号线工程 201 标段盾构机推进系统 的液压原理图，以 A 组推进为例：准备好启动条件，启动刀 盘，再启动推进系统，首先电动机启动带动变量斜盘泵，泵 将液压油从油箱中经过过滤器吸出再压出，流经带有开关和 旁通单向阀的过滤器到达换向阀（换向阀在控制泵的调节下 已换至右位） ，再经过单向阀到达液压油缸的后腔，同时， 液压前腔的液压油经换向阀回油到油箱，从而实现液压油缸 的伸出。当液压油缸收回时，通过换向阀换位，液压油缸前 腔进油，后腔出油，实现收回。当需要加大或减小推进速度 时，可通过可调节流口的开口大小调整。管片拼装时，液压
8、油缸后腔压力较大， 回收较困难，可通过插装阀 1 直接回油。推进系统液压总图:ooHomTiD电逆比例济沆阀/插装阀2A组拒进崙漳卿爭fc-affiff ffiffi牺尬缸mFi1LJ可调节流口向捉/rRIs 3、管片拼装机液压基本原理下图是大连地铁 2 号线工程 201 标段盾构机管片安装机 液压系统原理图，液压泵是双变量斜盘泵，以旋转为例：准 备好管片拼装条件，停止推进并启动管片拼装模式，电动机 带动变量泵，泵将油从油箱经过滤器压入左右换向阀处，换 向阀在控制阀的作用下已经换到图中的下位，油液经过换向 阀与平衡阀到达单向定量液压马达，液压马达通过转动将液 压能转换为机械能，从而实现带动拼装
9、机旋转。其中，平衡 阀块中两个两位两通阀处于单向阀的状态，只能单向导通， 当回油时，进油侧油压通过管路推动两位两通阀至双向联通 状态，马达可以顺利回油。阀块中还有两个溢流阀，当达到 溢流阀的设定压力，阀门打开，进回油路联通，马达前后受 力相等，停止旋转，实现了管片拼装机只能旋转 200。同理，通过换向阀的作用，可实现管片拼装机的其他五个自由 度。61管片拼装机旋转液压图平衡阀块I1 J 1 B L ! I J/1 2KM4、注浆系统液压基本原理下图是大连地铁2号线工程201标段盾构机注浆系统的 液压原理图，以泥浆泵 1工作为例：做好注浆的准备工作， 启动注浆泵，泵将油液输出，经过滤器到达可调节
10、流阀，再 进入泥浆泵1,通过两处换向阀到达液压油缸，由于换向阀 的换位作用，控制油路的进出，实现油缸的伸缩，通过油缸的伸缩将砂浆通过注浆管输送到盾体外1 2 wiTTTtQ 向R-一二-二T1 zC151二！-clirLtc -z经控制阀控制后压力油分别进入两个并联的回转马达，高压侧的油一路经减压阀(1V001)减压后去控制刹车，减压阀旁的单向阀起回转停止时刹车的泄油回路。进入马达 的油先经平衡阀(此阀进油时不起作用)，驱动马达旋转，马达出来的油进入下一个平衡阀， 该阀在进油有一定压力后经 X口其慢慢打开回油通路，并保证一定的背压，避免马达因惯性 吸空，当旋转惯性过大时平衡阀右边的压力会增加，
11、 使阀芯左移以减少回油来减小惯性产生的转速，当回油压力增大到最大设定值时平衡阀中的溢流阀工作，避免了液压元件被损坏。1ZW1 ISoos水平移动的控制与回转控制一样， 从控 制阀出来的油经平衡阀（1C004）进入水平 移动油缸，控制油缸的前后移动。提升控制：控制阀原理与回转控制相 同，但在司服阀反馈油出口处只在提升回路 中设置了节流阀，下降反馈口没有设置，其 目的是为了较快的提高司服阀进口处减压 阀的减压压力以增加下降时的反应速度， 同时也反映一个功率平衡问题。两个提升油缸 即可以单控，也可以同时控制，所以有两套 单独得司服控制阀，。从控制阀出来的压力 油先通过一个两位两通随动阀进入提升油 缸
12、，当达到一定压力后，油缸出油口的两位 两通随动阀在进口压力的推动下打开， 导通回油通道形成回路。反之亦然。甸佝T1|亍_抓紧控制:压力油经减压阀减压，在经三位四通电磁换向阀换向， 经液压锁、单向节流阀、 B 口端还有溢流阀。抓紧时,C102Dud;1S001O和倾斜微动控LJ3（四）管片小车 及辅助液压系统I水平微动 制与抓举控制 原理相同。52XDC 10N 01-*aLb从A1 口出来的油经过抓举油缸进口处的液压锁进入抓举缸的有杆腔，当达到设定的抓紧力时油缸旁的溢流阀溢流，并使油缸旁的两位两通阀换向，切断通往压力开关（ 1S001）的油压，使压力开关信号改变。只有当压力开关的信号改变后，拼
13、装机才有其他动作。 否则视为管片没有抓紧不安全，管片机不能动作。松管片时 B1 口的压力油进入抓举缸的无杆腔，一路打开油缸边上的液压锁，使活塞下行。控制阀中的液压锁是保持活塞位置的， 单向节流阀是调整活塞动作速度的，溢流阀是起安全作用的。辅助油泵为一 22KW的恒压变量泵，原理与刀盘旋转系 统得控制油泵相同。输出的压力油分别控制管片小车链条涨 紧油缸、管片小车上的前送油缸、管片输送举升油缸、后配 套拖车牵引油缸及螺旋输送机闸门。链条涨紧控制：压力油从 P 口进入控制阀，经减压阀、 三位四通电磁换向阀、液压锁达到油缸。管片前送控制阀：与管片抓举控制阀相同。但 回路中多一组流量再生阀（1C004）
14、,注：据说此阀实 际中不能使用。输送举升控制阀：控制阀原理与抓举控制阀相 同。为使四个举升缸同步，回路中设置了一组流量分 配器，该分配器原理其实就是齿轮泵工作原理，四个 型号参数一样的泵并联在一起同轴旋转，因转速也一 样，所以四个泵排出的流量一样，使进入四个举升缸 的流量保持一样，活塞的行程也相同。四个回路采用 一个负载溢流阀。后配套牵引控制阀：控制阀原理同抓举控制阀。 只是牵引缸无杆腔的油不通过控制阀，直接回油箱。有杆腔回路中装有压力传感器。螺旋机闸门设置与螺旋机配置的数量有关但差别不大，都有两个闸门，一级螺旋机出口的闸门控制结构和原理都一样， 单螺旋机有前闸门， 双螺旋机没有。但双螺旋机的二级螺旋机有出口闸门。一级螺旋机出口闸门：来自辅助泵的压力油经减压阀、三位四通电磁换向阀液压锁到达闸门油缸，控制闸门的开闭。闸门开闭的大小由长度传感器（ K011）给出信号，开口最大
