TBM辅助液压驱动.docVIP

内容摘要：从TBM辅助液压驱动的液压系统分析中，可以看到TBM液压系统的独特设计和适应隧道岩石的能力，本文对TBM液压系统做了部分介绍。 关键词：TBM辅助 液压 回路 TBM集各种设备于一身，并在液压和控制方面有着先进的技术，本文仅对TBM辅助驱动液压系统进行分析，以期对主机的液压控制有所了解。 1 设置辅助驱动的目的 在正常掘进过程中， TBM刀盘是由电机驱动的，此时刀盘有两种转速：高速为5．4r／min，低速为2．7r／min，最大扭矩为阴8700kN·m。在换刀过程中，由于需要刀盘缓慢地转动定位，所以在 TBM驱动中设有辅助液压驱动。设置辅助液压驱动的另一个目的是液压驱动的扭矩较大，当岩石较软或刀盘被卡住时便于刀盘脱困和掘进。 2 辅助驱动液压回路（见图1） 此系统由pl、p2。泵并联合流，通过控制阀33驱动液压马达，p5泵和p3；泵并联对302阀供油，用来控制制动器。制动器通过302阀块上的三位四通电磁间操纵，压力设定为 5．0-10．OMPa；离合器压力设定为2．7MPa左右，通过302阀上的二位四通电磁间操纵。P5泵最大流量Qmax＝ 185l/min，Pmax＝25．0MPa，一个恒功率泵，P3.1泵Qmax＝40l/min， pmax＝ 8．0 Mpa，是一个压力控制泵。这两个泵在阀302上并联供油，原因是制动器和离合器在掘进中安全系数要求较高。在主电机驱动中，如果离合器压力达不到，使离合器容易损坏；而在液压马达辅助驱动中，制动器打不开，会造成其它马达损坏，所以，这是一种安全设计。在马达的进出油日上设置有限速阀（301），设置此间后，由于B点无压力，溢流间打不开，使回油路不通，起马达制动作用，另外一个作用就是在辅助马达驱动时，如果一个制动器损坏，不能制动，此时在所有的制动器都制动的情况下，压力油将全部通过此马达，使马达超速损坏，这时，限速阀由于在进国油路上设置有节流孔，使马达得到限速保护。305阀是一个比例溢流阀，通过遥控操作，改变马达的排量，与pl、p2。泵组成一个容积调速回路。调速原理如下：（见图2）. 第一步通过比例溢流阀使马达排量为最大，若负载不变，马达输出扭矩M不变。由于输出功率N＝Mn／974（kw），则N与n成线性关系，改变泵的排量（由比例溢流阀100实现），马达转速改变，N随着改变，此部分为恒扭矩调速。第二步，使泵保持最大排量，改变马达的排量，调节速度。由于泵保持最大排量，马又是一个恒压马达，此时泵输出的功率恒定，从 N＝ Mn／974可知， M与n成双曲线关系，即马达的转速随负载自动变化，此时称恒功率调速阶段。 3 辅助液压驱动刀盘转递和扭矩计算 刀盘的转速和扭矩是全断面掘进机的主要参数，制约着掘进速度，为了了解辅助液压驱动时刀盘的脱困能力和换刀时刀盘转动情况，需计算辅助液压驱动刀盘的转速和扭矩。 3．1 液压马达驱动刀盘扭矩计算 马达型号为A6VM55HD，其排量为q＝0．055l/r，如不考虑机械效率，其输出扭矩为： T＝(g·103/2π)Δp 式中：Δp——马达进口与出口之间的压力差；如不考虑压力损失，由P1及P2。泵供油，Δp＝34MPa。 T＝(0．055×103/2π)×34＝ 297N·m TBM上有 8个液压马达，总传动比 I＝ 5375，则总输出扭矩为： T总＝ 8×5375×297＝ 12793kN· m 若考虑压力损失和效率系数η＝0．83，则刀盘的扭矩为 T刀盘=0．83×12793＝10618kN·m 在此液压回路中，马达油液是由pl、p2。泵并联提供的pl、p2。泵型号均为A4VSO250HD，最大流量Qmax＝370 l／min最大压力 pmax＝34．OMPa，合流后流量和压力情况如图3。 3．2 刀盘转递计算 对于pl、p2。泵考虑效率后Q有效＝370×0．97＝360l/min，Q总有效=2×360=720l/min。由于Q有效 =q马达n马达，当q马达最小时，n马达最大。对A6VMSHD马达， qmin=0．016l/r， 8个马达总的最小排量 q总max＝ 8×0．016＝ 0．128 l／r，则n马达＝720l/min0．128l/r＝5625r／min。考虑机械效率n马达max = 5625×0．97=5460r／min，此时刀盘的转速n刀盘＝5460／5375=1r／min TBM的辅助液压驱动回路，集中了比例技术。并联回路技术、机械及液压制动技术、容积调速等技术，为设备的运转提供了最大的可靠性和灵敏度。