盾构机刀盘驱动液压系统设计（3）

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4）刀盘驱动液压系统的节能控制

刀盘驱动液压系统采用变量泵．变量马达容积调速回路，通过改变液压泵和液压马达的排量来调节执行元件的运动速度，系统的调速范围宽。该回路液压泵输出的流量与负载流量相适应，没有溢流损失和节流损失，回路效率高。刀盘驱动控制系统需要马达实现低速大转距和高速小转距，因此调节马达的排量及其有利。如果用变量泵和定量马达组成液压调速系统，在高速小转距时，泵将运行在低压大流量场合；在低速大转距时，泵将运行在高压小排量场合，因而泵及整个液压系统都需要按高压、大流量参数选择，系统效率不高。若采用变量马达，可以让马达在小排量工况下运行来满足高速小转距要求；马达在大排量工况下运行来达到低速大转距要求。这样，泵基本上处于高压下运行，充分发挥了泵的能力。这种系统中泵和系统本身的流量都比较小，降低系统成本，回路效率高。

2  液压元件技术参数的计算

主泵最大排量250 L／r；工作压力35 MPa；最高工作压力40 MPa；转速1480 r／min。马达工作压力为35 MPa；最大排量为250 L／min；最小排量75 L／min。本例是针对3 m盾构机设计的液压系统，设备所能达到的能力计算如下(不计算损失的理论值)。

泵输出的最大流量：

刀盘驱动液压系统的主泵采用了比例变量控制，可以实现输出流量根据输入电信号大小而改变，从而满足液压马达输出转速连续调节的要求。调节比例变量马达的排量可以实现软土挖掘工况的低速大扭矩和硬岩工况的高速小转矩运行。回路中液压泵输出的流量与负载流量相适应，没有溢流损失和节流损失，回路的效率高，发热少，既满足盾构机施工要求，又使系统的功率利用率达到最大。

注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授