|
筆者研究過的盾構(gòu)液壓系統(tǒng)有很多，對于盾構(gòu)同步注漿系統(tǒng)情有獨鐘，總認(rèn)為用于盾構(gòu)同步注漿的施維英注漿泵是液壓系統(tǒng)控制的經(jīng)典設(shè)計，采用液壓缸、閥等部件實現(xiàn)同步漿液的吸漿與注漿作業(yè)，故障率還很低?，F(xiàn)根據(jù)自己水平介紹下盾構(gòu)同步注漿施維英注漿泵液壓系統(tǒng)的控制設(shè)計。
常規(guī)盾構(gòu)同步注漿液壓系統(tǒng)如下圖：
一臺液壓泵供給兩臺施維英注漿泵，每臺施維英注漿泵設(shè)計有兩個單獨控制的注漿系統(tǒng)。因此 ，實際上共有4個注漿出口實現(xiàn)盾構(gòu)的同步注漿。當(dāng)同步注漿口需增加時再增加施維英注漿泵。
由兩個主要液壓缸、兩個輔助液壓缸和眾多的閥與管路構(gòu)成，兩個主要液壓缸一是液壓油缸，通過高壓油交替進出有桿腔與無桿腔實現(xiàn)液壓桿的伸出與回縮，進而實現(xiàn)另一主要液壓缸的注漿與吸漿動作。
一個單獨的施維英注漿泵液壓系統(tǒng)（吸漿）如下圖所示，
上圖中主要部件及液壓缸、閥功能如下 ：液壓油過濾器101（過濾液壓泵出口的高壓油)、電磁比例調(diào)速閥102（調(diào)節(jié)進入液壓缸113中的液壓油流量，進而控制液壓缸速度）、三位四通閥103(通過手動調(diào)節(jié)此閥到位置，實現(xiàn)注漿工作；當(dāng)注漿泵卡死時手動調(diào)節(jié)至右位，再啟動變成吸注漿管路中的漿液，注入至漿箱內(nèi)，此作用是防注漿泵卡死的）、兩位四通閥104（通過液壓油的控制 ，實現(xiàn)液壓缸進回油的自動轉(zhuǎn)換）、兩位四通閥105（通過主閥103的手動控制，閥105的閥芯變化， 從而實現(xiàn)液壓缸113進回油未變化的前提下液壓缸108、109實現(xiàn)換向）、兩位四通閥106（主液壓缸113到達兩端時插裝閥114或115找開，高壓油頂推閥106閥芯，實現(xiàn)液壓缸108、109的換向）、節(jié)流閥107（通過手動調(diào)節(jié)可實現(xiàn)節(jié)流閥107過流的速度，進而控制閥104的換向速度）、液壓缸108（液壓缸108桿伸出吸漿口關(guān)閉，桿縮回吸漿口打開）、液壓缸109（液壓缸109桿伸出注漿口關(guān)閉，桿縮回注漿口打開;液壓缸108和液壓缸109是關(guān)聯(lián)的，吸漿口關(guān)閉，注漿口肯定打開，反之也一樣）、節(jié)流閥110（與節(jié)流閥107作用相同）、單向閥111和單向閥116（保證液壓油只能一個方向流并帶有一定的液壓油壓力）、液壓缸113（注漿泵的主液壓缸）、插裝閥114、115（通過開啟與關(guān)閉可實現(xiàn)閥106的換向，進而實現(xiàn)主液壓缸113桿伸出與縮回的轉(zhuǎn)換）、接近開關(guān)117（記錄液壓缸113的注漿次數(shù)）。
上圖中綠色線為高壓油，紅色線為低壓油，實線為主液壓回路，虛線為輔助控制液壓回路。紫色線為具有一定壓力的液壓油路，液壓油壓力處于高壓油與低壓油之間，主要取決于單向閥的彈簧力。 主油路高壓油經(jīng)過濾器101、電磁比例調(diào)整閥102、閥103、閥104、進入液壓缸113有桿腔，桿回縮，液壓缸113中無桿腔低壓油經(jīng)閥104、閥103回到油箱。輔助控制油路高壓油經(jīng)過濾器101、閥105、閥106分別進入液壓缸108有桿腔和液壓缸109無桿腔，實現(xiàn)吸漿口打開，注漿口關(guān)閉功能。
輔助控制油路中的綠色線和紫色線的壓力油控制了閥芯的位置，實現(xiàn)了液壓缸的需求動作。 注漿泵注漿過程的液壓回路如下圖所示，液壓回路的走向這里不再敘述。
施維英注漿泵的精髓在于液壓油控制各個閥，實現(xiàn)主液壓缸的伸出與回縮，同時實現(xiàn)兩個輔助液壓缸的關(guān)閉與開啟。此液壓設(shè)計重點在于主液壓缸的自動換向（如下圖）：當(dāng)主液壓缸113回縮（吸漿）至插裝閥114兩個油口之間時，插裝閥114打開（高壓油流向如洋紅色箭頭所示），高壓油進入頂推閥106（高壓油壓力高于紫紅色液壓油），閥106閥芯上移，液壓缸108伸出（吸漿口關(guān)閉）、液壓缸109回縮（注漿口打開），同時高壓油頂推閥104閥芯，閥芯下移，主液壓缸114換向（液壓缸開始伸出，注漿過程）。當(dāng)主液壓缸114離開插裝閥114時，插裝閥114關(guān)閉，閥106的閥芯頂推力液壓油壓力主要取決于單向閥116的彈簧力，此時一定是低于高壓油壓力的，這種設(shè)計是為了在下次主液壓缸需要換向時閥106閥芯能夠下稱。當(dāng)液壓缸114伸出至插裝閥115的兩個油口之間時同樣原理由注漿換向成吸漿。
施維英注漿泵通過液壓缸、閥與管路的組合實現(xiàn)了吸漿、注漿與防卡死等動作。???????????????????? 盾構(gòu)同步注漿時要注意以下幾點：? （1）節(jié)流閥107、節(jié)流閥110的手動調(diào)節(jié)液壓油流量要適當(dāng)，閥通道太小換向太慢，閥通道太大可能導(dǎo)致液壓缸108、液壓缸109頻繁錯誤換向，當(dāng)聽到液壓缸108和液壓缸109頻繁換向時要手動調(diào)節(jié)節(jié)流閥107或節(jié)流閥110。???????? （2）注漿量的計算是通過接近開關(guān)117來實現(xiàn)的，因此接近開關(guān)117的位置很重要，如果安裝位置太靠近主液壓缸113，可能導(dǎo)致注漿計數(shù)2次，那樣注漿量的統(tǒng)計是實際量的2倍；有時有的操作人員就是這樣做的，注漿量看起來很大。?????????????????? （3）施維英注漿量的能力也取決于電磁比例調(diào)速閥102，因此電磁比例調(diào)速閥102的過液壓油能力太弱也不行。筆者在成都地鐵的2臺盾構(gòu)機同步注漿時就發(fā)現(xiàn)有這樣問題，盾構(gòu)掘進速度過快時注漿量達不到（盾構(gòu)最高掘進速度與注漿能力不匹配），最終通過更換了電磁比例調(diào)速閥102才達到了需求的注漿能力。 綜上所述，盾構(gòu)同步注漿施維英注漿泵的液壓設(shè)計非常經(jīng)典，對于研究液壓系統(tǒng)的人應(yīng)該研究明白。技術(shù)研究是永無止境的，你看明白、研究清楚也許很容易，難的是設(shè)計者能設(shè)計出來并很實用，從無到有的過程是非常非常困難的，看他人干很容易，到自己干時感覺很難也是這個道理。???????????????? 
|
