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1、 海瑞克盾构机液压系统刀盘驱动主泵变量控制原理海瑞克盾构机液压系统刀盘驱动主泵变量控制原理 德国力士乐 A4VSG*/HD1.变量柱塞泵、变量控制原理 德国力士乐 A4VSG750HD1/R*,斜轴式变量柱塞泵广泛的应用在“海端克”盾构机和中铁装备及中铁建所生产 的盾构机液压系统中， ，每台盾构机使用三(四）台此泵用于驱动刀盘旋转的八台 A6VM500 液压马达。 盾构机刀盘驱动液压泵是三台泵 P 口合流后，驱动八台液压马达式闭液压回路，这种群变量泵驱动群变量马达 工作方式的一个重要技术指标是：三台泵输出压力、流量、变量特性及曲线一至。但在实际的工作状态下，很难做 到输出压力一至、 输出流量一
2、至、 变量特性一至， 各种原因促使泵的技术特性不可能一至， 就是新泵也不可能一至！ 使用到一定周期的泵差异就更大了，就是需要调整，本文作者本意是要打破技术壁垒，使盾构机液压维修人员了解 此泵的变量制式，懂得泵变量油路走向，为故障提供分析检测依据，了解此泵上的各阀功能及调节参数，使盾构机 能够长期的稳定无故障工作。 想了解学习此泵的变量控制人员，当先复制一份上面的液压变量原理图，手持原图与下面的沟画的图对照，了 解控制油路的走向。 图一说明： 此型号的柱塞泵没有内置补油泵，需要外部提供变量控制、热油更换、稳定回油备压的油源。在盾构机液压系统中的一台螺杆泵 排出的油源经过高精度过滤器后，从 E 口
3、中进入到泵控制油路中。经过高精度过虑的控制压力油源，对于提高泵的使用寿命及减轻泵 变量机构的磨损，维稳状态特殊重要。 在盾构机上，此刀盘泵要起动前，必需先起到补油泵，当补油泵压力建立后，系统中的压力传感器发出讯号给 PLC 后，才能起到 刀盘泵。 刀盘泵的变量控制方式有二种状态，第一种是外控提供的压力油变量方式，第二种是自控压力油变量方式。 先谈第一种：外控提供的压力油变量方式，见上图，刀盘泵的电动机没有起动，外部提供的先导压力油已进入到泵的变量执行机 构中，使泵的变量活塞保持在中位（此时：观察泵外观上的角度指示器如不在中位时、那一定是故障） 。就是电动机起动带动刀盘泵运 转后（泵变量的比例电
4、磁阀的 A、B 没有指令，也就是没有电流值时） ，泵壳上的变量角度指示器也要保持在中位。 外部提供的压力油在泵壳的管路运行过程中，遇到第一个阀是“液控顺序阀” ，它只在泵的 A、B 排油口内的油液压力小于 25bar 时，起到液阻作用，由于这个顺序阀的液阻，使外供控制油源在阀前建立到 25bar 压力，这 25bar 压力油源通过比例阀、限压阀流动 到变量活塞大、小控制腔内，达到活塞大、小端控制腔内压力平衡，使活塞保持在中位。 特殊说明;此型号的柱塞泵在各式变量变换中时，变量压力控制油永远直达变量活塞小瑞（小变量控制腔无任何控制方式） ，大瑞 变量控制腔内的油液压力增大时，活塞从中位向左移动。
5、大瑞变量控制腔内的油液压力减少时，活塞从中位向右移动。 图二说明： 外部提供的 25bar 压力油在泵变量控制机构内压力达到后， 这 25bar 压力油再通过第一个阀， 也就是 “液控顺序阀” ， 25bar 压力油通过左、右侧单向进入到泵的 A、B 口管路中内的，使 A、B 口内压力也建立到 25bar 压力。 25bar 压力通过带弹簧的单向阀向前流行，克服回路冲洗 溢流阀阻力后，泄漏到泵头内，从泵头 K1 口泄回油箱。 图三说明：图三说明： 比例电磁阀 A 侧得电，外部 25bar 压力油驱动比例阀芯向 左位移， 外供压力油源被阀芯封闭口遮挡住， 但右侧油道敞开、 变量控制腔大端的油液经
6、过限压阀泄回油箱，变量活塞在小端 的压力作用下活塞向右开始移动，变量起始。 图四说明；图四说明； 变量活塞从中位在向右移动时活塞带动斜盘变量， 柱塞开始往复运动 吸、排油，泵 A 侧管道油液流动后建立压力，当 A 侧管道油液压力上升超 出 25bar 压力以上时，这股压力油通过梭阀后，进入到顺序阀口下端的控 制腔内，大于 25bar 压力顶升起顶杆，顶杆抬起阀芯内的阀件及弹簧，顺 序阀失掉阻尼作用，使外供压力油进入（补入）B 侧管道内，建立起 25bar 压力回油背压（顺序阀结构及顶杆见图 5） 。 A 管路中的油压上升大于 25bar 压力以上时，A 管路中的压力油通过 左侧的过滤器开始接管
7、泵变量控制机构，此时；泵的变量控制机构由外供 油管制变换到自控油管制（越权控制） 。 结构图： 顺序阀结构、 液控顶杆， 压力控制腔。 图五 说明： 比例阀： 电压比例阀： 电压 24V24V。 额定电流：。 额定电流： 800800 毫安。 电阻在毫安。 电阻在 2020 度时：度时： 1919 瓦。滞后：瓦。滞后：5.2%5.2%。 从 A 路引出压力油接管泵变量控制机构， 外供油只剩下二 个作用了，一是补充主油路中的低压端液压油，二是散热更换 闭式液压系统中的高温液压油。 比例阀得电流的数值决定斜盘变换角度（比例阀芯位移位 置来决定斜盘角度） 。 图六说明：图六说明： 比例阀 B 侧得电
8、，比例阀芯向右位移，变量活塞两端（小 变量控制腔与大变量控制腔） 同时接受从主轴路 B 侧引入的控 制压力油，因变量活塞大端与小端的面积差，变量活塞向左移 动，小端控制腔内油液被剂压流出腔体外，泵斜盘改变角度又 向另一侧摆动变量。 图七说明：图七说明： 当主油路 B 侧排油口负载增加到 310bar 时，从主油路 B 侧引入的控制油路中压力油将要启始顶升变量机构上“B”限 压阀芯。 当主轴路 B 侧排油口负载增加压力上升到 350bar 时，从 主油路B路引入的控制压力油将限压阀芯全程顶开限压阀芯全 程换位。 限压阀芯全程位移后，控制压力被遮盖，变量活塞大端的 油液泄掉， 变量活塞开始向右位移， 斜盘回摆到接近中位位置, 维持系统压力 350BAR。 图八说明： 当主油路 A 侧排油口负载增加到 50bar 以上时， 从主油路 A 侧引入的 控制油进入到变量机械控制油路中接管控制变量机构， 当比例阀 A 侧得电时，变量活塞两端控制腔都同时受压，变量活塞全 程位移，因变量活塞大端与小端的面积差，变量活塞向左移动，小端控制 腔内油液被剂压流出腔体外，泵斜盘改变角度又向另一侧摆动变量。 尊敬的读者：以上的讲解，因作者没有得到力士乐官方的支持及资料 参考，都是在工作中自己积累悟解的，因本人液压水平有限，本文定有很 多的误解，敬请前辈及老师们指点错误，便于我的技术水平提高，修改错 误！
