專利名稱：采用多泵組合驅(qū)動的盾構(gòu)刀盤液壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械技術(shù)領(lǐng)域，涉及流體壓力執(zhí)行機構(gòu)，尤其涉及一種采 用多泵組合驅(qū)動的盾構(gòu)刀盤液壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人類越來越多地開發(fā)地下空間，各種隧道工程 的需求對施工技術(shù)提出了更高的要求，促進了隧道施工技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)代 盾構(gòu)機不僅能夠?qū)崿F(xiàn)暗挖，而且安全、掘進速度快、自動化程度高，已經(jīng) 能夠應(yīng)用在各類土質(zhì)和軟巖地層的隧道挖掘。隨著科技發(fā)展和社會進步， 盾構(gòu)掘進將逐歩取代傳統(tǒng)方法。
刀盤驅(qū)動系統(tǒng)是盾構(gòu)掘進機完成挖掘功能的重要組成部分，驅(qū)動刀盤 轉(zhuǎn)動切削盾構(gòu)前方的土體。目前，刀盤驅(qū)動系統(tǒng)是一種典型的大功率、多 執(zhí)行器系統(tǒng)。由于在掘進過程中地質(zhì)條件復(fù)雜多變，刀盤驅(qū)動系統(tǒng)必須滿 足從軟土到硬巖各種地層掘進的需要，轉(zhuǎn)速變化范圍很大。變量泵-變量馬 達容積調(diào)速回路，將變量泵和變量馬達結(jié)合起來，在很寬范圍內(nèi)連續(xù)調(diào) 速。目前，國際上普遍采用了這種液壓調(diào)速回路，通常是數(shù)個大排量變量 泵聯(lián)合驅(qū)動數(shù)個變量馬達，通過電控或液控比例技術(shù)集中控制，實現(xiàn)各泵 的同時變排量、恒功率控制和各馬達的變排量控制。這種驅(qū)動方案的特點 是液壓系統(tǒng)的元件少、控制簡單，但是動力源效率比較低。而采用主驅(qū)動 泵與輔助驅(qū)動泵組合動力源，盡管使控制上復(fù)雜一些，但能夠降低元器件 采購成本，提高動力源效率，增加可靠性，更適合我國國情。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用多泵組合驅(qū)動的盾構(gòu)刀盤液壓系統(tǒng)， 能夠滿足盾構(gòu)刀盤調(diào)速、提高動力源效率和節(jié)能要求。
本發(fā)明包括油箱、第一電機、第二電機、第三電機、第四電機、第五 電機、第一比例變量泵、第二比例變量泵、第三比例變量泵、第四比例變 量泵、第五比例變量泵、第一二通插裝閥、第二二通插裝閥、第三二通插 裝閥、第四二通插裝闊、第五二通插裝閥、第一先導(dǎo)溢流閥、第二先導(dǎo)溢 流閥、第一兩點控制型雙向變量馬達、第二兩點控制型雙向變量馬達、第 三兩點控制型雙向變量馬達、第四兩點控制型雙向變量馬達、第五兩點控 制型雙向變量馬達、第六兩點控制型雙向變量馬達、第七兩點控制型雙向變量馬達、第八兩點控制型雙向變量馬達、二位三通換向閥、三位四通換 向閥、功率限制閥、比例溢流閥、調(diào)速閥。
第一電機經(jīng)聯(lián)軸器與第一比例變量泵剛性連接，第一比例變量泵的進 油口與油箱連通，第一比例變量泵的出油口與第一單向閥的進油口連通， 第一單向閥的出油口分別與第五二通插裝閥的第一油口、第六單向閥的進
油口、第二二通插裝閥的第一油口、第三二通插裝閥的第一油口和三位四 通換向閥的第一油口連通；
第二電機經(jīng)聯(lián)軸器與第二比例變量泵剛性連接，第二比例變量泵的進 油口與油箱連通，第二比例變量泵的出油口與第二單向閥的進油口連通， 第二單向閥的出油口分別與第五二通插裝閥的第一油口 、第六單向閥的進 油口、第二二通插裝閥的第一油口、第三二通插裝閥的第一油口和三位四 通換向閥的第一油口連通；
第三電機經(jīng)聯(lián)軸器與第三比例變量泵剛性連接，第三比例變量泵的進 油口與油箱連通，第三比例變量泵的出油口與第三單向閥的進油口連通， 第三單向閥的出油口分別與第五二通插裝閥的第一油口 、第六單向閥的進 油口、第二二通插裝閥的第一油口、第三二通插裝閥的第一油口和三位四
通換向閥的第一油口連通；
第四電機經(jīng)聯(lián)軸器與第四比例變量泵剛性連接，第四比例變量泵的進 油口與油箱連通，第四比例變量泵的出油口與第四單向閥的進油口連通， 第四單向閥的出油口分別與第五二通插裝閥的第一油口 、第六單向閥的進 油口、第二二通插裝閥的第一油口、第三二通插裝閥的第一油口和三位四 通換向閥的第一油口連通；
第五二通插裝閥的第二油口與油箱連通，且第五二通插裝閥的第三油 口與二位三通換向閥的第一油口連通；二位三通換向閥的第二油口與第一 先導(dǎo)溢流閥的進油口連通，且第一先導(dǎo)溢流閥的出油口與油箱連通；二位 三通換向閥的第三油口與第二先導(dǎo)溢流閥的進油口連通，且第二先導(dǎo)溢流 閥的出油口與油箱連通；第六單向閥的出油口與功率限制閥的第二油口連 通；第一二通插裝閥的第一油口與第二二通插裝閥的第二油口連通；第一 二通插裝閥的第二油口與油箱連通；第一二通插裝閥的第三油口與三位四 通換向閥的第三油口連通；第二二通插裝閥的第二油口與第-一分油閥塊一 端油口連通；第二二通插裝閥的第三油口與三位四通換向闊的第二油口連 通；第三二通插裝閥的第二油口與第二分油閥塊-一端油口連通；第三二通 插裝閥的第三油口與三位四通換向閥的第三汕U連通；第四二通插裝閥的第一油口與第三二通插裝閥的第二油口連通；第四二通插裝閥的第二油口 與油箱連通；第四二通插裝閥的第三油口與三位四通換向閥的第二油口連 通；三位四通換向閥的第四油口與油箱連通；第一分油閥塊的另一端油口 分別與第一兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第二兩點控制型雙向變 量馬達的第一油口、第三兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第四兩點 控制型雙向變量馬達的第一油口、第五兩點控制型雙向變量馬達的第一油 口、第六兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第七兩點控制型雙向變量 馬達的第一油口、第八兩點控制型雙向變量馬達的第一油口連通；第二分 油閥塊的另一端油口分別與第一兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第 二兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第三兩點控制型雙向變量馬達的 第二油口、第四兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第五兩點控制型雙 向變量馬達的第二油口、第六兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第七 兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第八兩點控制型雙向變量馬達的第 二油口連通；
第五電機經(jīng)聯(lián)軸器與第五比例變量泵剛性連接，第五比例變量泵的進 油口與油箱連通，第五比例變量泵的出油口與第五單向閥的進油口連通， 第五單向閥的出油口與調(diào)速閥的進油口連通，調(diào)速閥的出油口分別與第一 比例變量泵的控制油口、第二比例變量泵的控制油口、功率限制閥的第一 油口、比例溢流閥的進油口連通，功率限制閥的第三油口與油箱連通，比 例溢流閥的出油口與油箱連通。
本發(fā)明采用大排量主驅(qū)動比例變量泵組和小排量輔助驅(qū)動比例變量泵 組組合驅(qū)動盾構(gòu)刀盤運動。刀盤工作時，大排量主驅(qū)動比例變量泵組的兩 個比例變量泵同時工作，小排量輔助驅(qū)動比例變量泵組的兩個比例變量泵 在主驅(qū)動功率不足時，并入系統(tǒng)，提高單個液壓泵的負載率和動力源效 率。通過電控系統(tǒng)，調(diào)節(jié)比例變量泵的排量以實現(xiàn)對刀盤速度的調(diào)節(jié)。
本發(fā)明系統(tǒng)采用大排量比例變量泵組和小排量比例變量泵組組合驅(qū) 動，控制方式為電控比例變量，裝機功率適中，液壓泵可以靈活組合，正 常工況下，單個液壓泵的負載率高，可以提高動力源的效率，具有節(jié)能的 效果。由于比例變量泵采用電控變排量調(diào)速，以及采用兩點控制型雙向變 量馬達，可以使盾構(gòu)刀盤在很寬范圍內(nèi)調(diào)速，滿足工況要求。


圖1是本發(fā)明的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，采用多泵組合驅(qū)動的盾構(gòu)刀盤液壓系統(tǒng)中的第一電機1. 1 經(jīng)聯(lián)軸器與第一比例變量泵2.1剛性連接；第一比例變量泵2.1的進油口 經(jīng)管路15. 1與油箱14連通；第一比例變量泵2. 1的出油口經(jīng)管路16. 1與 第一單向閥3.1的進油口連通；第一單向閥3.1的出油口經(jīng)管路17.1、
18.1、 19、 20.1與第五二通插裝閥6.5的第一油口連通；第一單向閥3.1 的出油口經(jīng)管路17. 1、 18.1、 19、 20. 2與第六單向閥3.6的進油口連通； 第一單向閥3. 1的出油口經(jīng)管路17. 1、 18. 1、 19、 20. 3與第二二通插裝閥 6.2的第一油口連通；第一單向閥3.1的出油口經(jīng)管路17.1、 18.1、 19、 20.4與第三二通插裝閥6.3的第一油口連通；第一單向閥3.1的出油口經(jīng) 管路17. 1、 18.1、 19與三位四通換向閥7的第一油口連通；第二電機1.2 經(jīng)聯(lián)軸器與第二比例變量泵2.2剛性連接；第二比例變量泵2.2的進油口 經(jīng)管路15. 2與油箱14連通；第二比例變量泵2. 2的出油口經(jīng)管路16. 2與 第二單向閥3.2的進油口連通；第二單向閥3.2的出油口經(jīng)管路17.2、
18.1、 19、 20.1與第五二通插裝閥6.5的第一油口連通；第二單向閥3.2 的出油口經(jīng)管路17. 2、 18.1、 19、 20. 2與第六單向閥3.6的進油口連通； 第二單向閥3.2的出油口經(jīng)管路17. 2、 18.1、 19、 20. 3與第二二通插裝閥 6.2的第一油口連通；第二單向閥3.2的出油口經(jīng)管路17.2、 18.1、 19、 20.4與第三二通插裝閥6.3的第一油口連通；第二單向閥3.2的出油口經(jīng) 管路17.2、 18.1、 19與三位四通換向閥7的第一油口連通；第三電機1.3 經(jīng)聯(lián)軸器與第三比例變量泵2.3剛性連接；第三比例變量泵2.3的進油口 經(jīng)管路15. 3與油箱14連通；第三比例變量泵2. 3的出油口經(jīng)管路16. 3與 第三單向閥3.3的進油口連通；第三單向閥3.3的出油口經(jīng)管路17.3、
18.2、 19、 20.1與第五二通插裝閥6.5的第一油口連通；第三單向閥3.3 的出油口經(jīng)管路17. 3、 18.2、 19、 20. 2與第六單向閥3. 6的進油口連通； 第三單向閥3. 3的出油口經(jīng)管路17. 3、 18.2、 19、 20. 3與第二二通插裝閥 6.2的第一油口連通；第三單向閥3.3的出油口經(jīng)管路17.3、 18.2、 19、 20. 4與第三二通插裝閥6. 3的第一油口連通；第三單向閥3. 3的出油口經(jīng) 管路17.3、 18.2、 19與三位四通換向閥7的第一油口連通；第四電機1.4 經(jīng)聯(lián)軸器與第四比例變量泵2.4剛性連接；第四比例變量泵2.4的進油口 經(jīng)管路15. 4與油箱14連通；第四比例變量泵2. 4的出油口經(jīng)管路16. 4與 第四單向閥3.4的進油口連通；第四單向閥3.4的出油口經(jīng)管路17.4、 18.2、 19、 20.1與第五二通插裝閥6.5的第 --油口連通；第四單向閥3.4
7的出油口經(jīng)管路17.4、 18.2、 19、 20. 2與第六單向閥3.6的進油口連通； 第四單向閥3.4的出油口經(jīng)管路17.4、 18.2、 19、 20. 3與第二二通插裝閥 6.2的第一油口連通；第四單向閥3.4的出油口經(jīng)管路17.4、 18.2、 19、 20.4與第三二通插裝閥6.3的第一油口連通；第四單向閥3.4的出油口經(jīng) 管路17.4、 18.2、 19與三位四通換向閥7的第一油口連通；第五二通插裝 閥6. 5的第二油口經(jīng)管路39. 3與油箱14連通，且第五二通插裝閥6. 5的 第三油口經(jīng)管路21與二位三通換向閥5的第一油口連通；二位三通換向閥 5的第二油口經(jīng)管路22. 1與第一先導(dǎo)溢流閥4. 1的進油口連通，且第一先 導(dǎo)溢流閥4. 1的出油口經(jīng)管路39. 1與油箱14連通；二位三通換向閥5的 第三油口經(jīng)管路22. 2與第二先導(dǎo)溢流閥4. 2的進油口連通，且第二先導(dǎo)溢 流閥4.2的出油口經(jīng)管路39.2與油箱14連通；第六單向閥3.6的出油口 經(jīng)管路38與功率限制閥13的第二油口連通；第一二通插裝閥6. 1的第一 油口經(jīng)管路23. 1與第二二通插裝閥6. 2的第二油口連通；第一二通插裝閥 6. 1的第二油口經(jīng)管路39. 6與油箱14連通；第一二通插裝閥6. 1的第三油 口經(jīng)管路24. 1與三位四通換向閥7的第三油口連通；第二二通插裝閥6. 2 的第二油口經(jīng)管路25. 1、 26.1、 26.2、 26.3、 26. 4與第一分油閥塊8. 1 — 端油口連通；第二二通插裝閥6. 2的第三油口經(jīng)管路24. 2與三位四通換向 閥7的第二油口連通；第三二通插裝閥6.3的第二油口經(jīng)管路25.2、 27.1、 27.2、 27.3、 27.4與第二分油閥塊8.2 —端油口連通；第三二通插 裝閥6. 3的第三油口經(jīng)管路24. 3與三位四通換向閥7的第三油口連通；第 四二通插裝閥6. 4的第一油口經(jīng)管路23. 2與第三二通插裝閥6. 3的第二油 口連通；第四二通插裝閥6.4的第二油口經(jīng)管路39.7與油箱14連通；第 四二通插裝閥6.4的第三油口經(jīng)管路24.4與三位四通換向閥7的第二油口 連通；三位四通換向閥7的第四油口經(jīng)管路39.8與油箱14連通；第一分 油閥塊8. 1的另一端油口經(jīng)管路28. 1、 28.2、 28.3、 28.4、環(huán)型分流集流 管路30、管路32. 1與第一兩點控制型雙向變量馬達9. 1的第 一油口連通； 第一分油閥塊8.1的另一端油口經(jīng)管路28.1、 28.2、 28.3、 28.4、環(huán)型分 流集流管路30、管路32. 2與第二兩點控制型雙向變量馬達9. 2的第一油口 連通；第一分油閥塊8. 1的另一端油口經(jīng)管路28. 1、 28.2、 28.3、 28.4、 環(huán)型分流集流管路30、管路32. 3與第三兩點控制型雙向變量馬達9. 3的第 一油口連通；第一分油閥塊8. 1的另一端油口經(jīng)管路28. 1、 28.2、 28.3、 28.4、環(huán)型分流集流管路30、管路32.4與第四兩點控制型雙向變量馬達 9.4的第一油口連通；第一分汕閥塊8.1.的另一端汕1J經(jīng)管路28.1、28.2、 28.3、 28.4、環(huán)型分流集流管路30、管路32. 5與第五兩點控制型雙 向變量馬達9.5的第一油口連通；第一分油閥塊8.1的另一端油口經(jīng)管路
28.1、 28.2、 28.3、 28.4、環(huán)型分流集流管路30、管路32. 6與第六兩點控 制型雙向變量馬達9.6的第一油口連通；第一分油閥塊8.1的另一端油口 經(jīng)管路28.1、 28.2、 28.3、 28.4、環(huán)型分流集流管路30、管路32.7與第 七兩點控制型雙向變量馬達9.7的第一油口連通；第一分油閥塊8.1的另 一端油口經(jīng)管路28.1、 28.2、 28.3、 28.4、環(huán)型分流集流管路30、管路 32.8與第八兩點控制型雙向變量馬達9.8的第一油口連通；第二分油閥塊 8.2的另一端油口經(jīng)管路29.1、 29.2、 29.3、 29.4、環(huán)型分流集流管路 31、管路33. 1與第一兩點控制型雙向變量馬達9. 1的第二油口連通；第二 分油閥塊8.2的另一端油口經(jīng)管路29.1、 29.2、 29.3、 29.4、環(huán)型分流集 流管路31、管路33.2與第二兩點控制型雙向變量馬達9.2的第二油口連 通；第二分油閥塊8.2的另一端油口經(jīng)管路29.1、 29.2、 29.3、 29.4、環(huán) 型分流集流管路31、管路33. 3與第三兩點控制型雙向變量馬達9. 3的第二 油口連通；第二分油閥塊8.2的另一端油口經(jīng)管路29.1、 29.2、 29.3、 29.4、環(huán)型分流集流管路31、管路33.4與第四兩點控制型雙向變量馬達 9.4的第二油口連通；第二分油閥塊8.2的另一端油口經(jīng)管路29.1、
29.2、 29.3、 29.4、環(huán)型分流集流管路31、管路33. 5與第五兩點控制型雙 向變量馬達9.5的第二油口連通；第二分油閥塊8.2的另一端油口經(jīng)管路 29.1、 29.2、 29.3、 29.4、環(huán)型分流集流管路31、管路33. 6與第六兩點控 制型雙向變量馬達9.6的第二油口連通；第二分油閥塊8.2的另一端油口 經(jīng)管路29.1、 29.2、 29.3、 29.4、環(huán)型分流集流管路31、管路33.7與第 七兩點控制型雙向變量馬達9.7的第二油口連通；第二分油閥塊8.2的另 一端油口經(jīng)管路291、 29.2、 29.3、 29.4、環(huán)型分流集流管路31、管路 33.8與第八兩點控制型雙向變量馬達9.8的第二油口連通；第五電機1.5 經(jīng)聯(lián)軸器與第五比例變量泵2.5剛性連接；第五比例變量泵2.5的進油口 經(jīng)管路15. 5與油箱14連通；第五比例變量泵2. 5的出油口經(jīng)管路16. 5與 第五單向閥3. 5的進油口連通；第五單向閥3. 5的出油口經(jīng)管路35與調(diào)速 閥11的進油口連通；調(diào)速閥11的出油口經(jīng)管路36、 37. 1與第二比例變量 泵2.2的控制油口連通；調(diào)速閥11的出油口經(jīng)管路36、 37.2與第一比例 變量泵2. 1的控制油口連通；調(diào)速閥11的出油口經(jīng)管路36、 37. 3與功率 限制閥13的第一汕口連通；調(diào)速閥11的出油口經(jīng)管路36、 37.4與比例溢流閥12的進油口連通；功率限制閥13的第三油口經(jīng)管路39.4與油箱14 連通；比例溢流閥12的出油口經(jīng)管路39. 5與油箱14連通。
該盾構(gòu)刀盤液壓系統(tǒng)的工作原理如下
第一電機1. 1和第二電機1. 2得電啟動，分別驅(qū)動第一比例變量泵2. 1 和第二比例變量泵2.2轉(zhuǎn)動，第一比例變量泵2.1和第二比例變量泵2.2 即為主驅(qū)動比例變量泵組。主驅(qū)動比例變量泵組經(jīng)管路15. 1、 15.2從油箱 14中吸油，主驅(qū)動比例變量泵組打出的壓力油經(jīng)過管路16.1、第一單向閥 3.1、管路17. 1和管路16. 2、第二單向閥3. 2、管路17.2送至管路18. 1、 19、 20. 1、 20. 2、 20. 3、 20. 4。
當(dāng)三位四通換向閥7左電磁鐵得電時，管路19中的高壓油經(jīng)過三位四 通換向閥7、管路24. 2作用在第二二通插裝閥6.2的第三油口所在的工作 腔、管路19中的高壓油經(jīng)過三位四通換向閥7、管路24.4作用在第四二通 插裝閥6.4的第三油口所在的工作腔，此時第二二通插裝闊6.2和第四二 通插裝閥6.4處在關(guān)閉狀態(tài)。第一二通插裝閥6.1的第三油口所在的工作 腔經(jīng)過管路24. 1、三位四通換向閥7和油箱相通，第三二通插裝閥6. 3的 第三油口所在的工作腔經(jīng)過管路24.3、三位四通換向閥7和油箱相通，此 時第一二通插裝閥6. 1和第三二通插裝閥6. 3處在開啟狀態(tài)。管路19中的 高壓油通過第三二通插裝闊6.3、管路23.2、 25.2、 27.1、 27.2、 27.3、 27.4送至分油閥塊8. 2，分油閥塊8.2送出的壓力油經(jīng)管路29.1、 29.2、 29.3、 29.4送至環(huán)型分流集流管路31，環(huán)型分流集流管路31送出的壓力 油經(jīng)管路33. 1進入第一兩點控制型雙向變量馬達9. 1、經(jīng)管路33. 2進入第 二兩點控制型雙向變量馬達9.2、經(jīng)管路33.3進入第三兩點控制型雙向變 量馬達9.3、經(jīng)管路33.4進入第四兩點控制型雙向變量馬達9.4、經(jīng)管路 33. 5進入第五兩點控制型雙向變量馬達9. 5、經(jīng)管路33. 6進入第六兩點控 制型雙向變量馬達9.6、經(jīng)管路33.7進入第七兩點控制型雙向變量馬達 9.7、經(jīng)管路33.8進入第八兩點控制型雙向變量馬達9.8。第一兩點控制型 雙向變量馬達9. 1回油口回油經(jīng)過管路32. 1送至環(huán)型分流集流管路30、第 二兩點控制型雙向變量馬達9. 2回油口回油經(jīng)過管路32. 2送至環(huán)型分流集 流管路30、第三兩點控制型雙向變量馬達9. 3回油口回油經(jīng)過管路32. 3送 至環(huán)型分流集流管路30、第四兩點控制型雙向變量馬達9.4回油口回油經(jīng) 過管路32. 4送至環(huán)型分流集流管路30、第五兩點控制型雙向變量馬達9. 5 回油口回袖經(jīng)過管路32. 5送至環(huán)型分流集流管路30、第六兩點控制型雙向 變量馬達9. 6回油口回汕經(jīng)過管路32. 6送至環(huán)型分流集流管路30、第七兩
10點控制型雙向變量馬達9. 7回油口回油經(jīng)過管路32. 7送至環(huán)型分流集流管 路30、第八兩點控制型雙向變量馬達9. 8回油口回油經(jīng)過管路32. 8送至環(huán) 型分流集流管路30，環(huán)型分流集流管路30中壓力油經(jīng)管路28.1、 28.2、 28.3、 28. 4送至分油閥塊8. 1，經(jīng)管路26. 1、 26.2、 26.3、 26.4、 25.1、 23. 1送至第一二通插裝閥6. 1，經(jīng)管路39. 6送至油箱14完成回油，從而 兩點控制型雙向變量馬達9. 1、 9.2、 9.3、 9.4、 9.5、 9.6、 9.7、 9. 8在兩 端的壓差下轉(zhuǎn)動，驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動。
當(dāng)三位四通換向閥7右電磁鐵得電時，情況與上述類似，此時第二二 通插裝閥6.2和第四二通插裝閥6.4處在開啟狀態(tài)，第一二通插裝閥6.1 和第三二通插裝閥6.3處在關(guān)閉狀態(tài)，兩點控制型雙向變量馬達的進油回 油與上述相反，實現(xiàn)刀盤的反向旋轉(zhuǎn)。
第五電機1.5、第五比例變量泵2.5、第五單向閥3.5、調(diào)速闊11、比 例溢流閥12、功率限制閥13、第六單向閥3. 6組成第一比例變量泵2. 1和 第二比例變量泵2.2排量控制回油路。第五電機1.5得電啟動，驅(qū)動第五 比例變量泵2. 5。第五比例變量泵2.5經(jīng)管路15.5從油箱14中吸油，第五 比例變量泵2. 5打出的壓力油經(jīng)過管路16. 5、第五單向閥3. 5、管路35送 至調(diào)速閥11，經(jīng)調(diào)速閥11進行流量調(diào)節(jié)后經(jīng)管路36和37. 1送至第二比例 變量泵2. 2的控制油口、經(jīng)管路36和37. 2送至第一比例變量泵2. 1的控 制油口、經(jīng)管路36和37. 3送至功率限制閥13的第一油口、經(jīng)管路36和 37.4送至比例溢流閥12的進油口。管路19中的壓力油通過第六單向閥 3.6送至功率限制閥13的第二油口，管路19中的壓力即為系統(tǒng)壓力。當(dāng)系 統(tǒng)壓力未達到功率限制閥13的起始設(shè)定值時候，第一比例變量泵2. 1和第 二比例變量泵2.2的控制油口的壓力由比例溢流閥12決定，并且與其調(diào)節(jié) 信號成比例。由于第一比例變量泵2.1和第二比例變量泵2.2的控制油口 壓力與第一比例變量泵2.1和第二比例變量泵2.2排量成比例，故通過調(diào) 節(jié)比例溢流閥12實現(xiàn)第一比例變量泵2. 1和第二比例變量泵2. 2排量連續(xù) 可調(diào)，進而實現(xiàn)刀盤轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)；當(dāng)系統(tǒng)壓力超過功率限制閥13起始設(shè) 定值時候，功率限制閥13起作用開始溢流，導(dǎo)致管路36中的壓力降低， 使第一比例變量泵2.1和第二比例變量泵2.2的控制油口壓力降低，從而 使第一比例變量泵2.1和第二比例變量泵2.2排量減小，刀盤速度減小， 保持第一比例變量泵2. 1和第二比例變量泵2.2輸出功率恒定，防止第一 比例變量泵2. 1和第二比例變量泵2. 2功率過載。當(dāng)?shù)谝槐壤兞勘?.1和第二比例變量泵2.2的輸出流量足以驅(qū)動刀
盤達到設(shè)定轉(zhuǎn)速時，只開啟第一比例變量泵2. l和第二比例變量泵2.2;當(dāng) 第一比例變量泵2.1和第二比例變量泵2.2的輸出流量不足以驅(qū)動刀盤達 到設(shè)定的轉(zhuǎn)速時，電機1.3和電機1.4得電啟動，分別驅(qū)動小排量第三比 例變量泵2. 3和第四比例變量泵2. 4轉(zhuǎn)動，第三比例變量泵2. 3和第四比 例變量泵2.4即為輔助驅(qū)動比例變量泵組，液壓油路的分析和上述情況類 似。輔助驅(qū)動比例變量泵組，自帶有恒功率控制機構(gòu)，由專門的電控系統(tǒng) 控制。大排量主驅(qū)動比例變量泵組和小排量輔助驅(qū)動比例變量泵組組合驅(qū) 動以提供刀盤轉(zhuǎn)速所需要的流量。
兩點控制型雙向變量馬達9.1、 9.2、 9.3、 9.4、 9.5、 9.6、 9.7、 9. 8，可以通過專門的控制裝置使馬達排量設(shè)定在最小排量或最大排量處， 從而實現(xiàn)在給定流量下刀盤高、低速兩檔切換。
第五二通插裝閥6. 5、 二位三通換向閥5與先導(dǎo)溢流閥4. 1、 4. 2組成 限壓保護回路。管路19中的系統(tǒng)壓力油經(jīng)管路20. 1與第五二通插裝閥6. 5 第一油口連通，系統(tǒng)壓力油通過第五二通插裝閥6.5中的阻尼口之后經(jīng)管 路21和二位三通換向閥5的第一油口連通。當(dāng)?shù)侗P在正常工況模式下工作 時候，二位三通換向闊5電磁鐵斷電，先導(dǎo)溢流閥4.1接入回路，若系統(tǒng) 壓力超過先導(dǎo)溢流閥4. 1壓力設(shè)定值，先導(dǎo)溢流闊4. 1開始溢流，使第五 二通插裝閥6.5處在開啟狀態(tài)，系統(tǒng)壓力油通過第五二通插裝閥6.5的第 二油口開始溢流，從而起到正常工況的限壓保護；當(dāng)?shù)侗P在脫困模式下工 作時候，二位三通換向閥5電磁鐵得電，先導(dǎo)溢流閥4.2接入回路，原理 與上述類似，起到脫困工況的限壓保護。
權(quán)利要求
1、采用多泵組合驅(qū)動的盾構(gòu)刀盤液壓系統(tǒng)，包括油箱、第一電機、第二電機、第三電機、第四電機、第五電機、第一比例變量泵、第二比例變量泵、第三比例變量泵、第四比例變量泵、第五比例變量泵、第一二通插裝閥、第二二通插裝閥、第三二通插裝閥、第四二通插裝閥、第五二通插裝閥、第一先導(dǎo)溢流閥、第二先導(dǎo)溢流閥、第一兩點控制型雙向變量馬達、第二兩點控制型雙向變量馬達、第三兩點控制型雙向變量馬達、第四兩點控制型雙向變量馬達、第五兩點控制型雙向變量馬達、第六兩點控制型雙向變量馬達、第七兩點控制型雙向變量馬達、第八兩點控制型雙向變量馬達、二位三通換向閥、三位四通換向閥、功率限制閥、比例溢流閥、調(diào)速閥，其特征在于第一電機經(jīng)聯(lián)軸器與第一比例變量泵剛性連接，第一比例變量泵的進油口與油箱連通，第一比例變量泵的出油口與第一單向閥的進油口連通，第一單向閥的出油口分別與第五二通插裝閥的第一油口、第六單向閥的進油口、第二二通插裝閥的第一油口、第三二通插裝閥的第一油口和三位四通換向閥的第一油口連通；第二電機經(jīng)聯(lián)軸器與第二比例變量泵剛性連接，第二比例變量泵的進油口與油箱連通，第二比例變量泵的出油口與第二單向閥的進油口連通，第二單向閥的出油口分別與第五二通插裝閥的第一油口、第六單向閥的進油口、第二二通插裝閥的第一油口、第三二通插裝閥的第一油口和三位四通換向閥的第一油口連通；第三電機經(jīng)聯(lián)軸器與第三比例變量泵剛性連接，第三比例變量泵的進油口與油箱連通，第三比例變量泵的出油口與第三單向閥的進油口連通，第三單向閥的出油口分別與第五二通插裝閥的第一油口、第六單向閥的進油口、第二二通插裝閥的第一油口、第三二通插裝閥的第一油口和三位四通換向閥的第一油口連通；第四電機經(jīng)聯(lián)軸器與第四比例變量泵剛性連接，第四比例變量泵的進油口與油箱連通，第四比例變量泵的出油口與第四單向閥的進油口連通，第四單向閥的出油口分別與第五二通插裝閥的第一油口、第六單向閥的進油口、第二二通插裝閥的第一油口、第三二通插裝閥的第一油口和三位四通換向閥的第一油口連通；第五二通插裝閥的第二油口與油箱連通，且第五二通插裝閥的第三油口與二位三通換向閥的第一油口連通；二位三通換向閥的第二油口與第一先導(dǎo)溢流閥的進油口連通，且第一先導(dǎo)溢流閥的出油口與油箱連通；二位三通換向閥的第三油口與第二先導(dǎo)溢流閥的進油口連通，且第二先導(dǎo)溢流閥的出油口與油箱連通；第六單向閥的出油口與功率限制閥的第二油口連通；第一二通插裝閥的第一油口與第二二通插裝閥的第二油口連通；第一二通插裝閥的第二油口與油箱連通；第一二通插裝閥的第三油口與三位四通換向閥的第三油口連通；第二二通插裝閥的第二油口與第一分油閥塊一端油口連通；第二二通插裝閥的第三油口與三位四通換向閥的第二油口連通；第三二通插裝閥的第二油口與第二分油閥塊一端油口連通；第三二通插裝閥的第三油口與三位四通換向閥的第三油口連通；第四二通插裝閥的第一油口與第三二通插裝閥的第二油口連通；第四二通插裝閥的第二油口與油箱連通；第四二通插裝閥的第三油口與三位四通換向閥的第二油口連通；三位四通換向閥的第四油口與油箱連通；第一分油閥塊的另一端油口分別與第一兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第二兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第三兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第四兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第五兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第六兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第七兩點控制型雙向變量馬達的第一油口、第八兩點控制型雙向變量馬達的第一油口連通；第二分油閥塊的另一端油口分別與第一兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第二兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第三兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第四兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第五兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第六兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第七兩點控制型雙向變量馬達的第二油口、第八兩點控制型雙向變量馬達的第二油口連通；第五電機經(jīng)聯(lián)軸器與第五比例變量泵剛性連接，第五比例變量泵的進油口與油箱連通，第五比例變量泵的出油口與第五單向閥的進油口連通，第五單向閥的出油口與調(diào)速閥的進油口連通，調(diào)速閥的出油口分別與第一比例變量泵的控制油口、第二比例變量泵的控制油口、功率限制閥的第一油口、比例溢流閥的進油口連通，功率限制閥的第三油口與油箱連通，比例溢流閥的出油口與油箱連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用多泵組合驅(qū)動的盾構(gòu)刀盤液壓系統(tǒng)。本發(fā)明包括電機、比例變量泵、單向閥、先導(dǎo)溢流閥、調(diào)速閥、功率限制閥、比例溢流閥、二通插裝閥、二位三通換向閥、三位四通換向閥、分油閥快、兩點控制型雙向變量馬達。該系統(tǒng)中采用大排量主驅(qū)動比例變量泵組和小排量輔助驅(qū)動比例變量泵組組合驅(qū)動盾構(gòu)刀盤運動，控制方式為電控比例變量。通過對比例泵組的排量控制可以實現(xiàn)刀盤在很寬范圍連續(xù)調(diào)速。通過對兩點控制型雙向變量馬達的排量控制，實現(xiàn)高低速檔的切換。本發(fā)明裝機功率適中，液壓泵可靈活組合，正常工況下，單個液壓泵的負載率高，可以提高動力源效率，增加可靠性，系統(tǒng)節(jié)能效果好。
文檔編號F15B11/00GK101503960SQ200910096408
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者虎 施, 朱北斗, 彤 邢, 龔國芳 申請人:浙江大學(xué)