一種掘進機刀盤雙模式電液驅動系統的製作方法

2023-06-11 15:35:16

本實用新型涉及掘進機技術領域，具體地說，特別涉及了一種掘進機刀盤雙模式電液驅動系統。

背景技術：

掘進機廣泛應用於隧道建設工程中，對國家的基礎設施建設具有突出的貢獻。刀盤主驅動液壓系統是提供了掘進機向前掘進時開挖底層所需的扭矩，其輸出轉速的大小是掘進機掘進快慢的重要影響因素。

目前使用的掘進機的刀盤主驅動液壓系統完全採用了多個變排量液壓馬達並聯作為扭矩和轉速輸出，變排量液壓馬達成本高，並且變排量液壓馬達系統工作效率和可靠性均有待改善。

技術實現要素：

為了解決背景技術中掘進機的刀盤主驅動液壓系統存在的問題，本實用新型提出了一種掘進機刀盤雙模式電液驅動系統，系統中完全使用了定排量液壓馬達，可提高隧道掘進機工作效率、提升系統可靠性和降低工程成本。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案如下：

本實用新型包括連接到掘進機主油路的變排量液壓泵組、可分離式定排量液壓馬達組和不可分離式定排量液壓馬達組，變排量液壓泵組輸入流量到主油路，兩個馬達組從主油路得到流量，通過可分離式定排量液壓馬達組和不可分離式定排量液壓馬達組的組合控制實現兩種轉速輸出模式。

本實用新型組合使用可分離式定排量液壓馬達和不可分離式定排量液壓馬達構建該系統，具有兩種輸出模式。

所述的可分離式定排量液壓馬達組包括多個並聯連接到主油路的可分離式定排量液壓馬達和油路通斷裝置，每個可分離式定排量液壓馬達兩端均經各自的油路通斷裝置接入到主油路的兩路中，即一端通過一油路通斷裝置接入主油路的油路A，另一端通過另一油路通斷裝置接入主油路的油路B；

可分離式定排量液壓馬達組中的所有可分離式定排量液壓馬達同時或分別控制並設置有連接在減速器和馬達之間的離合器，離合器實現了馬達和減速器的分離，從而使馬達不參與驅動刀盤的工作，離合器可以是氣動齒形離合器或者液壓齒形離合器。

可分離式定排量液壓馬達組中有e個加離合器的定排量液壓馬達，e個馬達可同時或分別控制，其數量e根據工程負載確定。

所述的油路通斷裝置包括二通插裝閥、二位三通閥和梭閥，可分離式定排量液壓馬達一端分別與二通插裝閥一個油路埠和梭閥的一個輸入口連接，二通插裝閥另一油路埠和梭閥的另一個輸入口一起連接到主油路的一路上，二通插裝閥控制口C連接二位三通閥的A口，二位三通閥P口與梭閥輸出口SA連接，二位三通閥T口連接油箱；可分離式定排量液壓馬達的兩端的油路通斷裝置連接方式相同。

在不需要可分離式定排量液壓馬達參與驅動刀盤的工作時，離合器脫開，並且油路通斷裝置的二位三通閥A口和P口通，即處於圖2中的左位，此時二通插裝閥關閉，使得切斷供油，保證掘進機驅動系統安全；在需要可分離式定排量液壓馬達參與驅動刀盤的工作時，離合器結合，並且油路通斷裝置的二位三通閥A口和T口通，即處於圖2中的右位，此時二通插裝閥打開，使得可分離式定排量液壓馬達接入油路開始工作。

所述兩種轉速輸出模式為高轉速模式和低轉速模式，分別為：

當所有離合器脫開且通過油路通斷裝置控制所有可分離式定排量液壓馬達斷油時，系統中只有不可分離式定排量液壓馬達接入工作，此時系統輸出排量最小且轉速最高，為高轉速模式；

當所有離合器結合且通過油路通斷裝置控制所有可分離式定排量液壓馬達導通時，所有可分離式定排量液壓馬達接入工作，此時系統輸出排量最大且轉速最低，為低轉速模式。

所述的不可分離式定排量液壓馬達組包括多個並聯連接到主油路的不可分離式定排量液壓馬達，單個不可分離式定排量液壓馬達一端接入主油路A，另一端接入主油路B，不可分離式定排量液壓馬達組中有f個定排量液壓馬達，其數量f根據工程負載確定。

所述的變排量液壓泵組包括多個並聯連接到主油路的變排量液壓泵，單個變排量液壓泵一端接入主油路A，另一端接入主油路B，變排量液壓泵組中有g個變排量液壓泵，變排量液壓泵間為並聯關係，且g個變排量液壓泵可同時或分別控制，其數量g根據工程負載確定。

本實用新型與背景技術相比具有的有益效果是：

由於將定排量液壓馬達引入系統且定排量液壓馬達具有成本低，可靠性及工作效率高的特點，所以本實用新型的液壓系統提高了系統的可靠性和工作效率，降低了工程成本。

並且本實用新型系統實現了雙模式電液驅動系統，使得系統具有高速模式和低速模式。

附圖說明

圖1是本實用新型系統的原理示意圖。

圖2是圖1的局部放大圖。

圖中：1、二通插裝閥，2、二位三通閥，3、梭閥，4、離合器，5、可分離式定排量液壓馬達，6、減速器，7、不可分離式定排量液壓馬達，8、電機，9、變排量液壓泵。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。

如圖1所示，本實用新型包括可分離式定排量液壓馬達組、不可分離式定排量液壓馬達組、變排量液壓泵組和主油路A、B。不可分離式定排量液壓馬達組包括多個並聯連接到主油路的不可分離式定排量液壓馬達7，變排量液壓泵組包括多個並聯連接到主油路的變排量液壓泵9，變排量液壓泵9通過聯軸器和電機8相連，可分離式定排量液壓馬達組包括e個可分離式定排量液壓馬達5和油路通斷裝置，每個可分離式定排量液壓馬達通過氣動或者液壓的齒形離合器4和減速器連接。

油路通斷裝置安裝在可分離式定排量液壓馬達的兩端，由二通插裝閥1、二位三通閥2和梭閥3組成，馬達一端連接二通插裝閥1和梭閥3，二通插裝閥1的另一端、梭閥3的另一個進油口P2接入主油路B，二通插裝閥1的控制口C連接二位三通閥2的A口，二位三通閥2的P口接梭閥4的出口SA，二位三通閥的T口接油箱。

馬達另一端的油路通斷裝置連接形式與上述連接方法相同，馬達連接二通插裝閥1和梭閥3，二通插裝閥1的另一端、梭閥3的另一個進油口P2接入主油路A，二通插裝閥1的控制口C連接二位三通閥2的A口，二位三通閥2的P口接梭閥3的出口SA，二位三通閥的T口接油箱。

需要說明的是，此可分離式定排量液壓馬達的數量e根據設計方法確定，並且均設有油路通斷裝置，圖中給出省略畫法，並用下標B11到B1e表示加離合器的定排量液壓馬達的數量為e，而非確定值，每個可分離式定排量液壓馬達均連接至主油路A和B。

不可分離式定排量液壓馬達組包括f個不可分離式定排量液壓馬達7，不可分離式定排量液壓馬達7的油口B21～B2f接入主油路B，油口A21～A2f接入主油路A。需要說明的是，此處的不可分離式定排量液壓馬達的數量f根據設計方法確定，圖中給出省略畫法，並用下標B21到B2f表示不可分離式定排量液壓馬達的數量為f，而非確定值，每個不可分離式定排量液壓馬達均連接至主油路A和B。

變排量液壓泵組包括g個變排量液壓泵9，變排量液壓泵9通過聯軸器和電機8相連，變排量液壓泵9的油口PB1～PBg接入主油路B，油口PA1～PAg接入主油路A。需要說明的是，此處的變排量液壓泵9的數量g根據設計要求而確定的，所以圖中給出省略畫法，並用下標PB1到PBg和PA1到PAg表示變排量液壓泵9的數量為g，而非確定值，每個變排量液壓泵9均連接至主油路A和B。

如圖1所示，本實用新型的具體實施過程是：

對於兩種轉速輸出模式，具體為高轉速模式和低轉速模式，分別為：

當所有離合器4脫開且通過油路通斷裝置控制所有可分離式定排量液壓馬達斷油時，系統中只有不可分離式定排量液壓馬達接入工作，此時系統輸出排量最小且轉速最高，為高轉速模式；

當所有離合器4結合且通過油路通斷裝置控制所有可分離式定排量液壓馬達導通時，所有可分離式定排量液壓馬達接入工作，此時系統輸出排量最大且轉速最低，為低轉速模式。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。