超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，包含油箱、液压泵组、调速液压回路、减速机、液压马达组、及控制单元，调速液压回路中设置有分油集油阀模块、冲洗控制阀模块、控制泵、及传感器模块，所述液压泵组包含液压泵一和液压泵二，所述液压泵一、液压泵二均设置有排量调节机构，所述液压马达组包含同步运转的液压马达一和液压马达二，液压马达一、液压马达二均设置有输出变量调节机构，所述排量调节机构、输出变量调节机构均与控制单元通讯连接。本发明专利技术能够满足大扭矩高转速需求的液压驱动系统，实现变速调节、过载保护、双向旋转的功能，安全可靠，有效保障螺旋输送机运行性能的稳定性。

Stepless speed regulating hydraulic drive system of screw conveyor for super large diameter shield

The invention relates to a screw conveyor for stepless speed regulation of hydraulic drive system of a super large diameter shield, including fuel tank, hydraulic pump group, control hydraulic circuit, speed reducer, hydraulic motor group, and a control unit, speed control hydraulic circuit is arranged in the oil in the oil valve module, control module, flushing control valve, pump and the sensor module. The hydraulic pump comprises a hydraulic pump group and two hydraulic pump, the hydraulic pump, a hydraulic pump two are provided with a displacement adjusting mechanism, the hydraulic motor group contains the synchronous operation of hydraulic and hydraulic motor Ma Dayi two, a hydraulic motor, a hydraulic motor two sets the output variable adjusting mechanism, mechanism, regulation of output the variable adjustment mechanism and the control unit is connected with the communication capacity. The invention can satisfy the hydraulic drive system with large torque and high speed requirement, realize the functions of speed change regulation, overload protection and bidirectional rotation, and is safe and reliable, and effectively ensures the stability of the performance of the screw conveyor.

【技术实现步骤摘要】
超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统
本专利技术涉及螺旋输送机液压控制
，涉及一种超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，能够满足超大直径盾构机所需要的大扭矩、高转速螺旋输送机驱动系统需求。
技术介绍
目前，螺旋输送机做为盾构机的关键组成系统之一，主要将开挖土仓内的渣土输送到皮带机等渣土转运系统。现有盾构机的螺旋输送机驱动机构是由一个液压马达提供驱动动力，输出扭矩较小，出土能力低，严重影响盾构机施工的整机推进速度，增加施工成本等问题。螺旋输送机的可靠、高效关系到盾构施工的速度及安全，特别是大直径盾构机的螺旋输送机系统更是需要大扭矩、高转速的驱动系统，针对这种需求目前没有可靠地液压驱动系统。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，解决目前大直径盾构螺旋输送机驱动系统存在驱动扭矩小、脱困扭矩不足、转速低、渣土输送能力不足等问题，能够适应大扭矩、高转速的工况需求，同时能够实现无级调速、过载保护、双向旋转等功能，运行性能稳定，使用效果好。按照本专利技术所提供的设计方案，一种超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，包含油箱、液压泵组、调速液压回路、减速机、液压马达组、及控制单元，液压泵组通过调速液压回路与液压马达组连接，调速液压回路中设置有分油集油阀模块、冲洗控制阀模块、控制泵、及传感器模块，分油集油阀模块、冲洗控制阀模块及传感器模块均与控制单元通讯连接，所述液压泵组包含液压泵一和液压泵二，所述的液压泵一、液压泵二均通过分油集油阀模块与液压马达组连接，所述液压泵一、液压泵二均设置有排量调节机构，所述液压马达组包含同步运转的液压马达一和液压马达二，液压马达一、液压马达二均设置有输出变量调节机构，所述排量调节机构、输出变量调节机构均与控制单元通讯连接。上述的，分油集油阀模块还包含热油阀组，热油阀组与油箱相连接。优选的，热油阀组包含热油阀一、热油阀二；所述的热油阀一、热油阀二均包含：液控阀、背压阀，液控阀控制端与液压马达组相连接，液控阀另一端与背压阀连接，液控阀与背压阀的连接管路上还设置有阻尼孔，背压阀出口端通过回油管路与油箱连接。上述的，液压泵一、液压泵二均为斜盘式轴向柱塞泵。上述的，排量调节机构包含：补油泵、补油溢流阀、电比例方向控制阀，补油泵输出端通过电比例方向控制阀与螺旋输送机补油侧连接，电比例方向控制阀与控制单元信号相连接。优选的，传感器模块包含分别与控制单元相信号连接的液压输出压力传感器、补油压力传感器、泄油温度传感器、转速传感器、及摆角传感器，液压输出压力传感器用于检测液压泵组高压输出口压力信号，补油压力传感器用于检测补油泵补油端的压力信号，泄油温度传感器用于检测驱动电机泄油口温度信号，转速传感器用于检测液压马达组的转速信号，摆角传感器用于检测液压马达组的同步信号。上述的，液压马达一、液压马达二均为斜轴式轴向柱塞变量马达。上述的，输出变量调节机构包含：电比例压力控制阀、及伺服滑阀，电比例压力控制阀进油侧与冲洗控制阀模块相连接，电比例压力控制阀出油侧与伺服滑阀相连接，电比例压力控制阀与控制单元相信号连接。上述的，冲洗控制阀模块包含冲洗减压阀、冲洗电磁阀、转速控制减压阀及转速控制电磁阀，冲洗减压阀、冲洗电磁阀均与液压马达组连接，转速控制减压阀、转速控制电磁阀与液压马达组连接。上述的，还包含报警模块、及上位机，报警模块与控制单元相通讯连接，控制单元与上位机连接。本专利技术的有益效果：1、本专利技术结构简单、紧凑，设计新颖、合理，解决现有技术中大直径盾构螺旋输送机驱动系统存在驱动扭矩小、脱困扭矩不足、转速低、渣土输送能力不足等问题，根据实际使用工况和液压特性，采用闭式、容积调速液压回路，通过液压泵组、液压马达组加分油集油模块，构造能够满足大扭矩高转速需求的液压驱动系统，实现变速调节、过载保护、双向旋转的功能，安全可靠，有效保障螺旋输送机运行性能的稳定性。2、本专利技术通过螺旋输送机尾部双马达驱动的设计使减速机受力更均匀延长使用寿命，采用大排量马达，相同工作压力的情况下螺旋输送机能输出更大的扭矩；螺旋输送机马达带有摆角传感器，摆角传感器与控制单元相连，使两个马达的同步性更高；集油分油阀块的设计，使得即使两个泵在输出的流量不同的情下，两个马达也能输出相同的转速，避免产生偏载扭矩，同时可以使螺旋输送机的转速范围更广，低速稳定性更强；固定流量的热油阀设计能最大限度的将螺旋输送机马达工作过程中产生的带有杂质热油置换出去，同时不影响补油泵的补油效果，通过补油泵对置换的热油进行补充，补充的油液是经过过滤冷却的油，保证了系统长期运行的稳定可靠；液压泵采用电比例控制，泵的输出流量能在0-100％之间无级变量，连接至泵行程活塞的反馈手柄可将任何给定电流的泵的流量保持在控制范围之内，压力切断阀的设置使螺旋输送机在超载的情况下泵输出最小的排量，避免了能量损失，同时泵本身集成有溢流阀，在压力切断阀失效的情况下能提供二次保护，使泵的性能更加可靠；系统集成有压力传感器、摆角传感器、转速传感器，可以实时的对螺旋输送机转速、螺旋输送机扭矩进行监测并反馈在控制界面上，操作人员可以根据推进速度及时的对螺旋输送机转速进行调整，同时在需要大扭矩的情况下，可以通过适当降低螺旋输送机转速来实现；恶劣工况，螺旋输送机扭矩过大时还可以通过反转螺旋输送机实现脱困；所述的冲洗控制阀组采用的整体集成阀组，节省空间。附图说明：图1为本专利技术的原理示意图；图2为斜盘式轴向柱塞泵示意图；图3为斜轴式轴向柱塞变量马达示意图；图4为热油阀组示意图；图5为冲洗控制阀示意图。具体实施方式：图中标号，标号2代表液压泵，标号3代表分油集油阀模块，标号4代表热油阀，标号5代表驱动电机，标号6代表冲洗控制阀模块，标号7代表马达变量缸，标号a代表补油泵，标号b代表补油溢流阀，标号c代表电比例方向控制阀，标号d代表螺旋输送机溢流阀，标号e代表螺旋输送机压力切断阀，标号f代表补油压力传感器，标号g代表液压输出压力传感器，标号k代表电比例压力控制阀，标号l代表泄油温度传感器，标号r代表转速传感器，标号s代表摆角传感器，标号t代表伺服滑阀，标号h代表液控阀，标号i代表阻尼孔，标号j代表背压阀，标号m代表冲洗减压阀，标号n代表冲洗电磁阀，标号o代表转速控制减压阀，标号p代表转速控制电磁阀。下面结合附图和技术方案对本专利技术作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本专利技术的实施方式，但本专利技术的实施方式并不限于此。实施例一，参见图1所示，一种超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，包含油箱、液压泵组、调速液压回路、减速机、液压马达组、及控制单元，液压泵组通过调速液压回路与液压马达组连接，调速液压回路中设置有分油集油阀模块、冲洗控制阀模块、控制泵、及传感器模块，分油集油阀模块、冲洗控制阀模块及传感器模块均与控制单元通讯连接，所述液压泵组包含液压泵一和液压泵二，所述的液压泵一、液压泵二均通过分油集油阀模块与液压马达组连接，所述液压泵一、液压泵二均设置有排量调节机构，所述液压马达组包含同步运转的液压马达一和液压马达二，液压马达一、液压马达二均设置有输出变量调节机构，所述排量调节机构、输出变量调节机构均与控制单元通讯连接。本专利技术根据实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，包含油箱、液压泵组、调速液压回路、减速机、液压马达组、及控制单元，液压泵组通过调速液压回路与液压马达组连接，其特征在于，调速液压回路中设置有分油集油阀模块、冲洗控制阀模块、控制泵、及传感器模块，分油集油阀模块、冲洗控制阀模块及传感器模块均与控制单元通讯连接，所述液压泵组包含液压泵一和液压泵二，所述的液压泵一、液压泵二均通过分油集油阀模块与液压马达组连接，所述液压泵一、液压泵二均设置有排量调节机构，所述液压马达组包含同步运转的液压马达一和液压马达二，液压马达一、液压马达二均设置有输出变量调节机构，所述排量调节机构、输出变量调节机构均与控制单元通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，包含油箱、液压泵组、调速液压回路、减速机、液压马达组、及控制单元，液压泵组通过调速液压回路与液压马达组连接，其特征在于，调速液压回路中设置有分油集油阀模块、冲洗控制阀模块、控制泵、及传感器模块，分油集油阀模块、冲洗控制阀模块及传感器模块均与控制单元通讯连接，所述液压泵组包含液压泵一和液压泵二，所述的液压泵一、液压泵二均通过分油集油阀模块与液压马达组连接，所述液压泵一、液压泵二均设置有排量调节机构，所述液压马达组包含同步运转的液压马达一和液压马达二，液压马达一、液压马达二均设置有输出变量调节机构，所述排量调节机构、输出变量调节机构均与控制单元通讯连接。2.根据权利要求1所述的超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，其特征在于，分油集油阀模块还包含热油阀组，热油阀组与油箱相连接。3.根据权利要求2所述的超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，其特征在于，热油阀组包含热油阀一、热油阀二；所述的热油阀一、热油阀二均包含：液控阀、背压阀，液控阀控制端与液压马达组相连接，液控阀另一端与背压阀连接，液控阀与背压阀的连接管路上还设置有阻尼孔，背压阀出口端通过回油管路与油箱连接。4.根据权利要求1所述的超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，其特征在于，液压泵一、液压泵二均为斜盘式轴向柱塞泵。5.根据权利要求1所述的超大直径盾构用螺旋输送机无级调速液压驱动系统，其特征在于，排量调节机构包含：补油泵、补油溢流阀、电比例方向控制阀，补油泵输...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良武，李光，赵康峰，齐保卫，曾翔，周小磊，朱雷，詹晨菲，孙向前，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41