本发明专利技术提供了一种用于盾构机的螺旋机闭式液压系统及盾构机，螺旋机闭式液压系统包括与螺旋机泵（1）相连接的螺旋机主泵回路、与补油泵（2）相连接的补油油路、与伺服油缸（3）相连接的主泵控制回路，以及与所述螺旋机主泵回路和主泵控制回路相连接的控制阀组；所述伺服油缸（3）控制所述螺旋机泵（1）的斜盘。本发明专利技术的有益效果是：能够在主回路的一路高压时向另一路泄压来保护系统不受损坏，同时还可以将系统多余的热量通过低压一侧油路带回油箱，避免系统过热导致泵损坏。
【技术实现步骤摘要】
一种用于盾构机的螺旋机闭式液压系统及盾构机
本专利技术属于盾构机液压控制
，具体涉及一种用于盾构机的螺旋机闭式液压系统及盾构机。
技术介绍
盾构机的螺旋机液压系统在盾构机的整个工作状态下起到非常重要的作用。其中螺旋机系统的工作方式对盾构机整体状况影响甚大。因此，不同类型的液压系统可以产生截然不同的效果。在现有的某些小松盾构机上，螺旋机依然采用开式液压系统进行工作，其大致工作原理是液压泵从油箱（4）吸油，通过换向阀给液压马达供油来驱动相关机构，液压马达的回油再经换向阀回到油箱（4）。同时在液压泵的出口处需装有溢流阀。这种开式系统结构较为简单，由于系统工作完的油液最终回到油箱（4），因此可以发挥油箱（4）的散热和沉淀杂质的作用。在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单向变量泵，考虑到液压泵的自吸能力同时也避免液压泵产生吸空现象，对自吸能力差的泵，一般将其工作转速设定为额定转速的75%以内，或增设一个辅助泵进行灌注。工作中的换向则借助于换向阀进行换向。但是在换向阀进行换向时会产生液压冲击，同时运动部件的惯性会产生热量，从而使液压油的温度升高。另外，开式系统在一个泵供多个执行器动作时，液压油会优先向负载轻的执行器流动，这样就会导致高负载的执行器动作困难，因此一般需要对负载轻的执行器阀组进行节流处理。因为盾构机是大型物件，其螺旋机液压系统包含众多高负载执行器，若采用开式系统设计则会增加节流装置，即便如此，其高负载执行器仍然可能会因液压油流动问题而难以动作或者说难以达到全部动作。如图1所示，小松螺旋机液压系统原先采用三台螺旋机泵（1）对螺旋机马达进行供油，三台螺旋机泵（1）分别为两台14-1和一台51-1。其中14-1所配的电机为110KW，51-1所配的电机为22KW，这三台螺旋机泵（1）均自带控制油泵，对螺旋机泵（1）柱塞提供控制油，同时也对螺旋机换向阀提供控制油，从而改变螺旋机的转向。在螺旋机运行过程中，当油路中压力传感器（18）〔30〕检测到管路压力未超过20.5MPa，螺旋机泵（1）14-1最大流量256L/min，泵51-1最大流量为50L/min，螺旋机液压系统总流量为562L/min。当压力传感器（18）〔30〕检测到管路压力超过20.5MPa时，将信号反馈给PLC，PLC则在程序中降低比例放大器E-01的电流，将比例阀开口调小，减少泵的排量，当油路中检测到压力达到系统最高设置压力30.4MPa，此时螺旋机系统泵流量为最低，螺旋机泵（1）14-1流量为182L/min，泵51-1流量为35L/min，此时液压系统总流量为399L/min。小松螺旋机工作原理说明：螺旋机泵（1）14-1（1）号泵出油口与泵51-1出油口相连，接入电液换向阀GSV2P口处，螺旋机泵（1）14-1（2）号泵出油口连接至电液换向阀GSV5P口处，当GSV2-a和GSV5-b得电，两股油路分别从阀GSV2B口和阀GSV5B口流出汇总连接到电液换向阀GSV3和GSV4P口处，图1中经过溢流阀E-04和调速阀E-05，其中E-04设置压力为30.4MPa，该压力为螺旋机系统最高工作压力，对螺旋机泵（1）起安全保护作用，E-05最大通过流量为17L/min，可对螺旋机的速度进行调节。当GSV3-b和GSV4-b得电时，油液一分为二，可以更加顺畅的从阀GSV3和GSV4A口流入两螺旋机马达A口，马达低压侧回油经过两溢流阀E-13可以使得螺旋机在正转过程中更加平稳。若阀GSV3-a和GSV4-a得电，则螺旋机在相同机理条件下反转。小松螺旋机液压所采用的为双联液压马达，型号为MS50，马达排量为4.999L，减速机减速比为3.176。当系统压力不超过20.5MPa，螺旋机的最大转速通过以下公式计算可得出：Rmax=Q总/Q马达=562/（4.996×3.176×2）=17.2r/min；当系统最大压力为30.4MPa,螺旋机的最低转速通过以下公式计算可得出：Rmin=Q总/Q马达=399/（4.996×3.176×2）=12.6r/min；当螺旋机处于最快转速和最慢转速下，其泵的功率分别用以下公式计算可得：Prmax=Q总×P总/60=192KW<242KW；Prmin=Q总×P总/60=202KW<242KW。这种开式液压系统设计导致系统管路众多，极容易发生错乱，并且在系统产生问题时难以查找问题所在，此系统的比例电磁阀在换向时会产生极大的冲击力，导致此系统中的比例换向阀易损坏，整个系统的压力无法调整，在此过程中液压油在乱窜中产生的高温无法降低，对系统运行的破坏力在增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种用于盾构机的螺旋机闭式液压系统及盾构机，能够在主回路的一路高压时向另一路泄压来保护系统不受损坏，同时还可以将系统多余的热量通过低压一侧油路带回油箱，避免系统过热导致泵损坏。本专利技术是这样实现的：一种用于盾构机的螺旋机闭式液压系统，包括与螺旋机泵相连接的螺旋机主泵回路、与补油泵相连接的补油油路、与伺服油缸相连接的主泵控制回路，以及与所述螺旋机主泵回路和主泵控制回路相连接的控制阀组；所述伺服油缸控制所述螺旋机泵的斜盘；所述螺旋机主泵回路设置有第一溢流阀、第二溢流阀、梭阀和冲洗阀；所述补油油路设置有第二溢流阀、旁通阀和第三溢流阀；所述第一溢流阀设置有两个，并且互为反向地并联在所述螺旋机泵的出油管路和回油管路之间，所述梭阀的一个进油口与所述出油管路相连接，另一个进油口与所述回油管路相连接，其出油口与所述第二溢流阀的控制油口相连接；所述冲洗阀的第一个油口与所述出油管路相连接，第二个油口与所述回油管路相连接，第三个油口与所述旁通阀和第三溢流阀之间的补油油路相连接；所述冲洗阀的第一个油口与第二个油口择一连通第三个油口；所述主泵控制回路设置有伺服阀，所述伺服阀的第一个油口与所述伺服油缸的有杆腔相连接，其第二个油口与油箱相连接；所述伺服阀的第一个油口与第二个油口择一连通第三个油口；所述控制阀组包括随动阀，所述随动阀设置有两个，其第一个油口与所述伺服阀的第三个油口相连接，其第二个油口与所述伺服油缸的无杆腔相连接，其中一个随动阀的第三个油口与所述伺服油缸的有杆腔相连接，另一个随动阀的第三个油口与油箱相连接；所述随动阀的第一个油口与第三个油口择一连通第二个油口。进一步地，所述旁通阀与第二溢流阀之间的补油油路还通过第一补油止回阀与所述出油管路相连接，其通过第二补油止回阀与所述回油管路相连接。进一步地，所述随动阀的第一个油口与第二个油口还通过旁通管路相连通，所述旁通管路设置有节流阀。进一步地，与伺服油缸相连接的随动阀的控制油口通过第一控制油管与所述回油管路相连接，另一个随动阀的控制油口通过第二控制油管与所述出油管路相连接。进一步地，所述第一控制油管和第二控制油管分别通过第一单向阀与所述伺服油缸的有杆腔相连接。进一步地，所述补油油路还通过第二单向阀分别与所述伺服阀的第一个油口和与伺服油缸相连接的随动阀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于盾构机的螺旋机闭式液压系统，其特征在于，包括与螺旋机泵（1）相连接的螺旋机主泵回路、与补油泵（2）相连接的补油油路、与伺服油缸（3）相连接的主泵控制回路，以及与所述螺旋机主泵回路和主泵控制回路相连接的控制阀组；所述伺服油缸（3）控制所述螺旋机泵（1）的斜盘；/n所述螺旋机主泵回路设置有第一溢流阀（9）、第二溢流阀（6）、梭阀（7）和冲洗阀（11）；所述补油油路设置有第二溢流阀（6）、旁通阀（7）和第三溢流阀（12）；/n所述第一溢流阀（9）设置有两个，并且互为反向地并联在所述螺旋机泵（1）的出油管路和回油管路之间，所述梭阀（7）的一个进油口与所述出油管路相连接，另一个进油口与所述回油管路相连接，其出油口与所述第二溢流阀（6）的控制油口相连接；所述冲洗阀（11）的第一个油口与所述出油管路相连接，第二个油口与所述回油管路相连接，第三个油口与所述旁通阀（7）和第三溢流阀（12）之间的补油油路相连接；所述冲洗阀（11）的第一个油口与第二个油口择一连通第三个油口；/n所述主泵控制回路设置有伺服阀（13），所述伺服阀（13）的第一个油口与所述伺服油缸（3）的有杆腔相连接，其第二个油口与油箱（4）相连接；所述伺服阀（13）的第一个油口与第二个油口择一连通第三个油口；/n所述控制阀组包括随动阀（15），所述随动阀（15）设置有两个，其第一个油口与所述伺服阀（13）的第三个油口相连接，其第二个油口与所述伺服油缸（3）的无杆腔相连接，其中一个随动阀（15）的第三个油口与所述伺服油缸（3）的有杆腔相连接，另一个随动阀（15）的第三个油口与油箱（4）相连接；所述随动阀（15）的第一个油口与第三个油口择一连通第二个油口。/n...
【技术特征摘要】
1.一种用于盾构机的螺旋机闭式液压系统，其特征在于，包括与螺旋机泵（1）相连接的螺旋机主泵回路、与补油泵（2）相连接的补油油路、与伺服油缸（3）相连接的主泵控制回路，以及与所述螺旋机主泵回路和主泵控制回路相连接的控制阀组；所述伺服油缸（3）控制所述螺旋机泵（1）的斜盘；
所述螺旋机主泵回路设置有第一溢流阀（9）、第二溢流阀（6）、梭阀（7）和冲洗阀（11）；所述补油油路设置有第二溢流阀（6）、旁通阀（7）和第三溢流阀（12）；
所述第一溢流阀（9）设置有两个，并且互为反向地并联在所述螺旋机泵（1）的出油管路和回油管路之间，所述梭阀（7）的一个进油口与所述出油管路相连接，另一个进油口与所述回油管路相连接，其出油口与所述第二溢流阀（6）的控制油口相连接；所述冲洗阀（11）的第一个油口与所述出油管路相连接，第二个油口与所述回油管路相连接，第三个油口与所述旁通阀（7）和第三溢流阀（12）之间的补油油路相连接；所述冲洗阀（11）的第一个油口与第二个油口择一连通第三个油口；
所述主泵控制回路设置有伺服阀（13），所述伺服阀（13）的第一个油口与所述伺服油缸（3）的有杆腔相连接，其第二个油口与油箱（4）相连接；所述伺服阀（13）的第一个油口与第二个油口择一连通第三个油口；
所述控制阀组包括随动阀（15），所述随动阀（15）设置有两个，其第一个油口与所述伺服阀（13）的第三个油口相连接，其第二个油口与所述伺服油缸（3）的无杆腔相连接，其中一个随动阀（15）的第三个油口与所述伺服油缸（3）的有杆腔相连接，另一个随动阀（15）的第三个油口与油箱（4）相连接；所述随动阀（15）的第一个油口与第三个油口择一连通第二个油口。
2.根据权利要求1所述的一种用于盾构机的螺旋机闭式液压系统，其特征在于，所述旁通阀（7）与第二溢流阀（6）之间的补油油路还通过第一补油止回阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏延奇，徐昊朗，柏旭升，
申请(专利权)人：江苏凯宫隧道机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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