盾構(gòu)液壓培訓(xùn)-電驅(qū)

1、盾構(gòu)液壓培訓(xùn)盾構(gòu)液壓培訓(xùn)中鐵隧道裝備制造有限公司中鐵隧道裝備制造有限公司 盾構(gòu)簡介 液壓系統(tǒng)控制原理 典型故障的分析及處理 維護(hù)與保養(yǎng) 主要內(nèi)容盾構(gòu)主機(jī)組成盾構(gòu)液壓系統(tǒng)組成 1. 推進(jìn)系統(tǒng) 2. 管片安裝機(jī)系統(tǒng) 3. 螺旋輸送機(jī)系統(tǒng) 4. 注漿系統(tǒng) 5. 輔助系統(tǒng) 6. 冷卻循環(huán)系統(tǒng) 7.鉸接系統(tǒng) 二、推進(jìn)系統(tǒng) 推進(jìn)系統(tǒng)主要為盾構(gòu)提供使盾構(gòu)向前掘進(jìn)的反力. 通過調(diào)整部分區(qū)域油缸的行程來改變盾構(gòu)掘進(jìn)的方向.推進(jìn)油缸 推進(jìn)油缸分四組周向分布，每組中設(shè)一個(gè)內(nèi)置式位移傳感器 帶傳感器的推進(jìn)缸推進(jìn)油缸撐靴 推進(jìn)油缸撐靴與推進(jìn)油缸活塞頭部是用可任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的球鉸聯(lián)接，能夠充分對應(yīng)管片與盾構(gòu)機(jī)的傾斜，保證撐

2、靴平面與管片密貼。為了能使推進(jìn)油缸的推力均勻地傳遞給管片，推進(jìn)油缸撐靴面積要適當(dāng)大些。 撐靴表面有一聚安脂膠墊，推進(jìn)缸撐靴在與管片接觸時(shí)能保證推力緩和均勻地作用在管片上，確保管片襯砌環(huán)面的完整，且保證不頂在管片接縫上。推進(jìn)泵 采用動(dòng)態(tài)恒壓控制柱塞泵，由比例溢流閥控制出口壓力，泵出口裝有安全閥及壓力傳感器推進(jìn)控制閥組控制算法 系統(tǒng)采集四組推進(jìn)壓力傳給PLC 通過比較得出四組最大壓力值P 將P值輸入PID模塊得出泵出口壓力 泵出口壓力轉(zhuǎn)換為比例溢流閥控制信號(hào) PLC輸出信號(hào)經(jīng)過放大板放大后控制比例溢流閥動(dòng)作，泵出口壓力隨之改變。 以上均由PLC自動(dòng)控制?？刂圃恚和七M(jìn)控制原理：保壓控制原理：卸荷控

3、制原理：回縮控制原理：伸出推進(jìn)速度控制 推進(jìn)速度由每組進(jìn)口聯(lián)上的比例調(diào)速閥給定。通過調(diào)節(jié)控制面板上的推進(jìn)速度電位計(jì)，PLC輸出控制信號(hào)到放大板（兩塊四通道），經(jīng)過放大后的電流分別控制每組的調(diào)速閥動(dòng)作。 四組控制信號(hào)是一樣的，經(jīng)過放大板后的控制電流是不一樣的。每組控制的油缸數(shù)與流量成正比。推進(jìn)方向控制 推進(jìn)方向控制是在四組控制模塊所建立的控制壓力大小不同，產(chǎn)生的合成推力偏離盾體中心線時(shí)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)彎扭矩，迫使盾構(gòu)改變推進(jìn)方向的。 四組控制壓力由每組進(jìn)口聯(lián)上的比例溢流閥給定推進(jìn)控制面板 兩種模式 四組分布上位機(jī)顯示電機(jī)異響 電機(jī)運(yùn)行過程中，如發(fā)出斷續(xù)的尖叫聲，可判斷是由于電機(jī)軸承處缺油，干磨檫導(dǎo)致的，

4、可通過電機(jī)前后兩個(gè)黃油嘴往里打黃油，直到?jīng)]有異響為止。三、管片拼裝機(jī)系統(tǒng) 管片拼裝機(jī)系統(tǒng)是盾構(gòu)的一個(gè)重要組成部分，用來拼裝襯砌管片，是將管片拼裝成環(huán)的機(jī)械。它應(yīng)具有鎖緊、升降、平移、回轉(zhuǎn)、仰俯、橫搖和偏轉(zhuǎn)七種動(dòng)作，各種動(dòng)作進(jìn)行專門的調(diào)節(jié)以使管片能精確就位。 管片拼裝機(jī)的結(jié)構(gòu)形式為環(huán)式結(jié)構(gòu)，液壓驅(qū)動(dòng)。 拼裝機(jī)有以下幾大機(jī)構(gòu)組成：行走梁、平移機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、舉重鉗、管路支架、工作平臺(tái)等組成。管片拼裝機(jī)結(jié)構(gòu)組成液壓控制系統(tǒng)-油源 采用力士樂軸向柱塞泵作為油源，具有恒功率控制和恒壓控制特性，并且裝有加載閥，可實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)。泵內(nèi)部剖視圖泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)-旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 卓輪減速機(jī)配力士樂彎軸式柱塞

5、馬達(dá) 減速機(jī)帶有制動(dòng)器馬達(dá)平衡閥組 采用平衡閥，體積小，工作可靠，并集成制動(dòng)控制，補(bǔ)油回路，安全保護(hù)控制等多項(xiàng)功能。旋轉(zhuǎn)、軸向及提升缸控制多路閥 采用電比例多路閥進(jìn)行精度控制。 集成安全閥、壓力補(bǔ)償功能及二次限壓。控制系統(tǒng)-軸向移動(dòng) 執(zhí)行元件：兩根100562000 的油缸控制系統(tǒng)-徑向運(yùn)動(dòng) 執(zhí)行元件：兩根130801200 的油缸 紅藍(lán)缸紅藍(lán)缸平衡閥 防止油缸重力作用下自動(dòng)伸出，安全作用 逆時(shí)針調(diào)節(jié)，開啟壓力增大旋轉(zhuǎn)限位-接近開關(guān) 兩個(gè)接近開關(guān)裝與管片機(jī)上部，限制管片機(jī)旋轉(zhuǎn)角度+/-200。抓持缸 液控單向閥保證抓緊牢靠，不泄漏 受到外力時(shí)，安全閥溢流，防止損壞管片，前后兩個(gè)節(jié)流孔使得溢流量

6、很小，保證持續(xù)可靠抓持。 壓力繼電器傳送抓緊信號(hào)，提高安全性抓舉頭控制塊控制面板 旋轉(zhuǎn)，軸向移動(dòng)，紅藍(lán)缸動(dòng)作為比例的 其它為開關(guān)量操作與安全 拼裝機(jī)的操作有無線遙控器控制和有線控制兩種。 拼裝機(jī)上設(shè)有報(bào)警燈和報(bào)警喇叭，報(bào)警信號(hào)自動(dòng)發(fā)出，當(dāng)拼裝機(jī)在旋轉(zhuǎn)時(shí)，報(bào)警燈亮。四、螺旋輸送機(jī)系統(tǒng) 螺旋輸送機(jī)是土壓平衡盾構(gòu)的重要組成部分，其主要構(gòu)造由驅(qū)動(dòng)裝置、圓筒狀殼體和中心螺旋軸組成，工作時(shí)螺旋軸旋轉(zhuǎn)，渣土沿螺旋軸平移輸送。螺旋驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置-馬達(dá) 單馬達(dá)尾部驅(qū)動(dòng)方案。 馬達(dá)具有高低兩檔排量。驅(qū)動(dòng)裝置-泵 螺機(jī)泵采用電比例控制變量方式 壓力傳感器測得高壓側(cè)壓力，傳給PLC，轉(zhuǎn)換為螺機(jī)扭矩。沖洗閥塊 螺機(jī)驅(qū)動(dòng)采

7、用集中換油方式，置換量大約為20%。溫度傳感器 溫度傳感器測得泄漏油溫，當(dāng)溫度超過65時(shí)報(bào)警。高低速控制閥 高低速切換由控制泵供油螺機(jī)伸縮油缸 由兩個(gè)油缸拖拉螺旋體，實(shí)現(xiàn)螺旋機(jī)的伸縮控制，螺旋體的伸縮控制與前料門的啟閉控制緊密相關(guān)，必須安全可靠，其伸縮極限位置均設(shè)有行程開關(guān)，提供兩個(gè)控制動(dòng)作的聯(lián)鎖信號(hào)。螺機(jī)前倉門前倉門是在土倉內(nèi)，控制倉門開關(guān)的油缸是在土倉隔板后面的。兩根油缸并聯(lián)，由同一組閥控制，關(guān)倉門時(shí)，通常是一邊先動(dòng)，另一邊再動(dòng)，這是正常的。油缸兩端設(shè)有行程開關(guān)，可檢測倉門開閉，為后續(xù)控制提供信號(hào)。后料門自動(dòng)關(guān)閉在斷電狀態(tài)或突發(fā)性的故障停機(jī)狀態(tài)，應(yīng)能保證螺旋機(jī)后料門的可靠關(guān)閉，以確保土壓艙

8、的土壓平衡；在正常工作時(shí)，蓄能器在配套控制閥的控制下，進(jìn)行充壓蓄能，在斷電時(shí)，蓄能器充當(dāng)泵的功能，給油缸提供流量，使其緩慢關(guān)閉，而在較長時(shí)間的停機(jī)情況，應(yīng)及時(shí)的關(guān)閉管路上的截止閥，以防由于泄漏引起閉合壓力過低，造成密封不良的現(xiàn)象。 在維修后倉門時(shí)，要關(guān)閉油缸上的球閥，以免控制閥誤動(dòng)作，在蓄能器作用下后倉門關(guān)閉給維修人員造成傷害。后倉門裝有位移傳感器，可檢測后倉門的開度。雙后倉門 上下兩道，打開方向相反，使得渣土需要通過S型路徑，增大阻力，可防止稀渣噴濺。 當(dāng)一道倉門密封損壞時(shí)，另一道還能可靠密封。螺機(jī)現(xiàn)場控制面板注意事項(xiàng)脫困脫困 螺旋軸卡住后，可反轉(zhuǎn)螺旋軸來擺脫。由于受馬達(dá)結(jié)構(gòu)影響，螺機(jī)反轉(zhuǎn)最

9、大轉(zhuǎn)速為6r/min，沒有高低速選擇，這在程序里已做了限制。五、同步注漿系統(tǒng) 同步注漿系統(tǒng)是盾構(gòu)的重要組成部分，隨著盾構(gòu)的不斷掘進(jìn)，快速、高效地將混合好的水泥漿，按設(shè)計(jì)壓力注入到盾體前進(jìn)而空出來的間隙，從而控制地表的沉降，這就是同步注漿系統(tǒng)的主要功用。注漿液壓系統(tǒng) 恒壓泵供油，最大限壓90bar，與注漿泵承壓相匹配，不允許調(diào)高泵壓。 電比例調(diào)速閥，最大流量可使單管最大泵送6次/min。滿足最大80mm/min推進(jìn)速度的需要。注漿泵結(jié)構(gòu)注漿泵控制原理注漿面板 四組完全獨(dú)立控制 次數(shù)顯示 推進(jìn)速度顯示常見問題的排除 注漿與反沖洗換向閥 安裝活塞開關(guān)閥 調(diào)整等待時(shí)間節(jié)流閥 裙閥磨損六、輔助系統(tǒng) 恒壓

10、泵，壓力200bar，最大流量65L/min。 主要供應(yīng)管片運(yùn)輸小車 其它供應(yīng)鉸接缸、后配套拖拉和螺機(jī)管片小車管片輸送小車是管片運(yùn)輸系統(tǒng)的組成部分，放置于設(shè)備橋下部，管片吊機(jī)運(yùn)行前端。安裝管片時(shí)，管片輸送小車將暫存在設(shè)備橋下的管片，逐個(gè)輸送給管片安裝機(jī)供安裝使用。（動(dòng)畫）小車輸送及舉升控制小車拖拉缸液控單向閥防止油缸被拉出，接管時(shí)要注意，閥塊B口要接油缸小腔即活塞桿側(cè)。管片車拖拉控制 管片車在推進(jìn)過程，應(yīng)該在盾體的拖拉下跟進(jìn)，如只考慮跟進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，此處無需加控制，采用鋼索拖拉即可滿足要求；但考慮到管片車有時(shí)需要與盾體脫離，為了便于分離，特加設(shè)一個(gè)控制油缸，以便在分離操作時(shí)，松開鋼索。后配套拖拉缸

11、 被動(dòng)拖拉，接近開關(guān)設(shè)定極限位置后配套拖拉控制 能夠?qū)崿F(xiàn)浮動(dòng)、鎖緊和拖拉三個(gè)控制動(dòng)作。在要求調(diào)整后配套和與盾體的相對位置時(shí)，可采用浮動(dòng)和拖拉控制，拖拉控制可以使后配套在拖拉缸的作用下，將后配套拉向盾體；而浮動(dòng)控制將給后配套偏離盾體提供條件，在推進(jìn)時(shí)，由于拖拉油缸處于浮動(dòng)位置，不能提供拖拉后配套跟進(jìn)盾體所需要的拉力，后配套就偏離盾體；在正常推進(jìn)過程中，拖拉油缸被鎖緊，保證盾體與后配套一起移動(dòng)。 管片小車控制面板 緊急停止，小車上升、下降，后配套及小車拖拉缸拖拉、釋放。七、冷卻循環(huán)系統(tǒng) 凈化油箱，嚴(yán)格控制系統(tǒng)污染，確保系統(tǒng)的工作可靠性； 可靠的冷卻系統(tǒng)，確保在連續(xù)運(yùn)行工況溫升不超過60； 油箱油位

12、檢測，超限報(bào)警； 油箱溫度檢測，超限報(bào)警；控制原理循環(huán)冷卻系統(tǒng)油箱-放油閥 油箱底部兩側(cè)各有一個(gè)放油球閥，由于油箱底部是傾斜的，放油閥位于最低位置，便于排出油泥等。過濾器，冷卻器 一個(gè)過濾器并聯(lián)，以增大流量 帶有壓差報(bào)警器 板式冷卻器 材質(zhì)316八、鉸接系統(tǒng) 鉸接系統(tǒng)主要為盾構(gòu)轉(zhuǎn)彎調(diào)向時(shí)提供使盾構(gòu)向前的拉力,拉力通過鉸接油缸的有桿腔作用在活塞桿上,通過各鉸接油缸活塞桿的共同作用，將盾構(gòu)機(jī)尾盾拉向盾構(gòu)前進(jìn)方向。鉸接油缸 鉸接油缸額定壓力為35Mpa，兩端鉸接；并設(shè)有4個(gè)位移傳感器，為內(nèi)置式。 鉸接系統(tǒng)控制原理鉸接系統(tǒng)雙泵源設(shè)計(jì)，壓力控制閥組，鉸接油缸分組閥組鉸接缸在直線掘進(jìn)時(shí)的控制 在直線段掘進(jìn)

13、過程鉸接缸處于其行程的中間位置，鉸接缸控制換向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，使鉸接缸處于鎖緊狀態(tài)。 鉸接控制面板 三種狀態(tài) 被動(dòng)鉸接鉸接缸進(jìn)入轉(zhuǎn)彎時(shí)的控制 在轉(zhuǎn)彎時(shí)，鉸接缸處于中間位置，鉸接缸的控制換向閥處于使鉸接缸有桿腔和回油管路相通的位置，鉸接缸浮動(dòng)，在盾體轉(zhuǎn)彎力矩的作用下，盾體轉(zhuǎn)彎，且與盾尾逐漸形成轉(zhuǎn)彎角度，由于鉸接缸處于浮動(dòng)，無法拖動(dòng)盾尾和后配套產(chǎn)生跟進(jìn)運(yùn)動(dòng)，所以鉸接缸將不斷伸出，在鉸接缸的行程到極限位置時(shí)，操作人員應(yīng)調(diào)整鉸接缸的控制換向閥，使鉸接缸在壓力油的驅(qū)動(dòng)下收回到大約中間位置，然后再返回到浮動(dòng)狀態(tài)，繼續(xù)轉(zhuǎn)彎操作過程。 在轉(zhuǎn)彎過渡段完成以后，進(jìn)入彎道掘進(jìn)過程，鉸接缸處于鎖緊狀態(tài)，這同直線掘進(jìn)過

14、程一樣。 鉸接缸在退出彎道時(shí)的控制 由彎道轉(zhuǎn)入直線掘進(jìn)的過渡過程，和由直線進(jìn)入彎道的過渡過程相類似，需經(jīng)過多次的浮動(dòng)狀態(tài)到收回狀態(tài)，再由收回狀態(tài)到浮動(dòng)狀態(tài)的循環(huán)操作，方可完成這一過渡過程。 維護(hù)保養(yǎng)1.液壓油潤滑和機(jī)械磨損液壓油潤滑和機(jī)械磨損 潤滑油膜可因高壓、選油不當(dāng)、低粘性、太慢或太快的滑轉(zhuǎn)而破損。除粘結(jié)外，部件損傷也可由磨損、疲勞和腐蝕引起。 當(dāng)液壓油被污染或未進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^濾而存有硬的微粒（磨削金屬、沙等），部件間互相滑動(dòng)而引起部件磨損。 部件的氣蝕可帶來疲勞損傷。液壓油中進(jìn)水也可導(dǎo)致泵軸承損傷。 長期閑置和使用不當(dāng)?shù)囊簤河涂蓪?dǎo)致部件受到腐蝕損傷，由于滑動(dòng)表面潮濕而進(jìn)一步銹蝕可導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)一步損傷。2.雜質(zhì)污染 除雜質(zhì)尺寸外，雜質(zhì)數(shù)量多少對設(shè)備磨損也有一定影響。循環(huán)中雜質(zhì)越多，設(shè)備受損越大。有幾種設(shè)備清潔度分級的標(biāo)準(zhǔn)，最常用的兩種是ISO4406和NAS1638。其中，ISO4406在世界范圍內(nèi)被普遍認(rèn)可。但在中國目前采用最多的是NAS清潔度表示，NAS1638采用下表進(jìn)行表示：NAS16383.