螺旋输送机液压系统工作原理

土压平衡(EarthPressureBalance，简称EPB)盾构掘进过程中，通过控制排土量和推进速度维持土舱内土压力与开挖面的水土压力保持平衡，维持开挖面土层稳定，防止地表变形。由于土压平衡盾构具有排土简单、性高、地层适应性好、对环境的影响小等特点，因此被广泛地应用于城市地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

螺旋输送机是土压平衡盾构的关键部件之一，它的主要作用是将刀盘切削下来的泥土从盾构密封土舱内排出盾体，土舱内泥土通过螺旋杆输送压缩形成密封土塞，形成   的阻力，可保持密封土舱内压力稳定在   的范围内。盾构施工过程中，保持密封土舱内压力与开挖面的水土压力相平衡的   方式是根据土舱内土压力实时调整排土量，要求螺旋机能根据土舱压力的反馈信号实时控制螺旋输送机转速。此外，密封土舱在任何情况下都应该能密封以防止发生喷涌事故，因此要求螺旋输送机闸门在任何情况下均能关闭。

为了克服盾构施工过程中存在的问题以及满足施工要求，设计了一种采用电比例反馈控制的盾构螺旋输送机液压系统，可实时控制螺旋机的转速，并盾构施工。

系统中主驱动变量泵6带压力切断和电控变量两种功能，压力切断是一种恒压控制，当系统达到预先设定的工作压力时，他使泵排量向小排量处摆回，此功能优先于电比例控制，可用于对出泥口闸门的启闭。

当需对马达的转速进行实时控制时，带比例电磁铁的电气控制可使泵的排量无级变化且可编程设定，随着比例电磁铁的电流的增加，变量泵的排量成比例地相应增大。此时可通过对密封土舱内土压力的实时反馈来控制螺旋输送机转速的大小，也可通过控制面板上的调速旋钮手动控制螺旋输送机的转速。

主驱动变量泵出口处安装了单向阀10，可防止泵检修或系统停止运行时油液倒流。压力传感器11用来监测系统主油路的压力变化。

螺旋输送机驱动装置中，由摆线马达带动输出小齿轮与连接螺旋杆的大齿轮啮合实现其传动功能。螺旋输送机正转可按输入电流实现比例调速，反转用于脱困。螺旋输送机的正反转控制可通过马达13的正反转来实现，通过三位四通电磁换向阀12切换工作油路来达到要求。

螺旋输送机出泥口闸门的启闭由2只小40/22X295mm的液压缸17来控制。出泥口闸门的大小将影响出料的流动状态，合适的开口量使出料飞溅程度降低到小，同时也影响密封土舱内土压力，所以出泥口闸门的开口量控制也是盾构重要控制参数之一。

出泥口闸门液压缸位移传感器将用以控制这个参数，液压缸两端的行程开关19将提供出泥口闸门的   位置信息。两个液控单向阀组合组成双向液压锁16,与具有Y型中位机能的三位四通电磁换向阀15组成液压回路，防止油液泄漏，并能实现出泥口的定位。

螺旋输送机液压系统中，出泥口闸门的启闭为优先级，电机1通电，变量泵6运转，三位四通电磁阀15右边电磁铁通电，系统压力油进入液压缸17的无杆腔，出泥口闸门打开，通过位移传感器18检测到闸门开口量到预先设定的位置时，三位四通电磁换向阀15断电处于中位，此时三位四通电磁阀12通电，马达13开始工作，通过齿轮箱带动螺旋输送机的螺旋杆转动。