Hydrauliksysteme und Magnetventile in Tunnelbohrmaschinen (TBM)
Überblick
Tunnel Bowing Machines (TBMs) sind eine wichtige Technologie in der modernen Bauingenieurwesen, die Tunnel effizient und sicher für eine Vielzahl von Verwendungszwecken, einschließlich Transport- und Versorgungsunternehmen, graben kann. Im Zentrum eines TBM -Betriebs stehen das Hydrauliksystem und die Magnetventile, die die erforderliche Leistung, Kontrolle und Präzision für die verschiedenen Funktionen der Maschine liefern. In diesem Artikel werden die Komponenten, Anwendungen und Vorteile von Hydrauliksystemen und Magnetventilen in TBM sowie deren zukünftige Trends untersucht.
Dieses Bild zeigt eine Tunnelbohrmaschine mit Suns Patronenventil.
1. Einführung
Das Aufkommen von TBMs hat die Art und Weise, wie unterirdische Tunnel konstruiert werden, revolutioniert, was das Graben schneller und sicherer als herkömmliche Methoden macht. Diese Maschinen arbeiten in herausfordernden Umgebungen, die robuste Systeme erfordern, die hohe Leistung und präzise Kontrolle liefern können. Hydrauliksysteme (durch Magnetventile verbessert) spielen eine Schlüsselrolle bei der Erzielung der für den effizienten Tunnelkonstruktion erforderlichen Leistung.
2. Hydraulisches System der Schildmaschine
Das Hydrauliksystem ist entscheidend, um die verschiedenen Bewegungen und Funktionen des TBM zu antreiben. Hydraulische Systeme arbeiten nach dem Pascal -Gesetz, in dem festgestellt wird, dass der Druck auf eine geschlossene Flüssigkeit gleichmäßig über die Flüssigkeit übertragen wird.
2.1 Zusammensetzung des Hydrauliksystems
Zu den Hauptkomponenten des von TBM verwendeten hydraulischen Systems gehören:
Hydraulikpumpen: Diese Geräte wandeln die mechanische Energie eines Elektromotors in Hydraulikenergie um und erzeugen die Hochdruckflüssigkeit, die für den Betrieb eines Hydraulikzylinders erforderlich ist. Abhängig von den erforderlichen Durchfluss- und Druckspezifikationen werden verschiedene Arten von Pumpen verwendet, wie z. B. Zahnradpumpen und Kolbenpumpen.
Hydraulikzylinder: Ein hydraulischer Zylinder ist für die Umwandlung des Hydraulikdrucks in mechanische Bewegung verantwortlich. Sie liefern die lineare Bewegung für eine Vielzahl von Operationen, einschließlich des Fortschreitens des Schneiderkopfes, des Vorschreitens des TBM und der Einstellung der Position der Maschine.
Hydraulischer Öltank: Der Öltank speichert hydraulisches Öl und ermöglicht die Wärmeausdehnung. Es filtert auch Verunreinigungen und sorgt für einen reibungslosen Betrieb des Systems.
Hydraulische Linien und Ausstattung: Sie tragen hydraulische Flüssigkeit zwischen Komponenten und verbinden Pumpen, Zylinder, Ventile und andere Komponenten. Die richtige Größe und Routing sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Effizienz und die Minimierung von Reibungsverlusten.
2.2 Betrieb des Hydrauliksystems
Der Betrieb eines TBM -Hydrauliksystems umfasst mehrere Schritte:
Eine Hydraulikpumpe zieht Flüssigkeit aus einem Reservoir und unter Druck. Die Druckflüssigkeit wird je nach gewünschtem Betrieb durch hydraulische Linien an Zylinder oder Ventile geliefert. Hydraulische Zylinder wandeln dann hydraulische Energie in mechanische Bewegung um, sodass die TBM Aufgaben wie Graben, Lenkung und Stabilisierung ausführen kann.
3. Magnetventile in Tunnelbohrmaschinen
Ein Magnetventil ist ein elektromechanisches Gerät, das den Durchfluss und die Richtung von hydraulischem Öl in einem System steuert. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil des hydraulischen Betriebs von Tunnelbohrmaschinen.
3.1 Funktion des Magnetventils
Das Arbeitsprinzip der Magnetventil ist das elektromagnetische Prinzip. Wenn ein elektrischer Strom durch eine Spule in einem Ventil führt, erzeugt er ein Magnetfeld, das den Kolben oder den Anker bewegt und das Ventil öffnet oder schließt. Diese Wirkung reguliert den Fluss von Hydrauliköl.
Magnetventiltyp:
Zwei-Wege-Ventile: Diese Ventile steuern den Fluss zu einem einzigen Aktuator, sodass es sich öffnen oder schließen kann.
Drei-Wege-Ventile: Diese Ventile können den Fluss auf zwei verschiedene Aktuatoren steuern und Flüssigkeit auf das eine oder andere leiten und damit die Bewegung in mehrere Richtungen erleichtern.
Proportionalventile: Diese Ventile bieten eine variable Kontrolle des Flüssigkeitsflusss und ermöglichen eine präzise Kontrolle der Geschwindigkeit und Position von hydraulischen Aktuatoren.
3.2 Anwendung des Magnetventils
In Tunnelbohrmaschinen werden Magnetventile verwendet, um:
Schubkontrolle: Passen Sie den vom Hydraulikzylinder ausgeübten Schub ein, um die Maschine voranzutreiben.
Cutterkopfbetrieb: Steuert die Position und Bewegung des Schneiderkopfes zum effizienten Graben.
Lenkmechanismus: leitet den hydraulischen Fluss, um die Flugbahn während des Tunnelns anzupassen.
Sicherheitsmerkmale: Implementieren von Notfällen, indem Sie die Hydraulikölversorgung schnell abschneiden, um Unfälle zu verhindern.
4. Vorteile des Hydrauliksystems und des Magnetventils
Die Integration von Hydrauliksystemen und Magnetventilen in Tunnelbohrmaschinen bietet viele Vorteile:
4.1 Hochleistungs -Gewicht -Verhältnis
Hydraulische Systeme können enorme Kraftmengen erzeugen und gleichzeitig kompakte Abmessungen aufrechterhalten, was in den engen Räumen des Tunnelkonstruktion von entscheidender Bedeutung ist. Diese Fähigkeit ermöglicht es dem TBM, schwere Missionen durchzuführen, ohne Gewicht hinzuzufügen.
4.2 Präzisionskontrolle
Die hydraulische Bewegung kann mit Magnetventilen genau gesteuert werden. Diese Präzision ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Ausrichtung des TBM und zur Gewährleistung einer optimalen Schnittleistung, wodurch die Gesamteffizienz des Tunneling -Prozesses erhöht wird.
4.3 Erweiterte Sicherheit
Hydrauliksysteme sind mit Sicherheitsmerkmalen ausgelegt, einschließlich Druckentlastungsventile und Notfallabschaltsysteme. Diese Merkmale minimieren das Risiko von Unfällen und gewährleisten einen sicheren Betrieb in herausfordernden Umgebungen.
4.4 Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
Das Hydrauliksystem kann leicht an unterschiedliche Tunnelaufbindungsbedingungen und -anforderungen angepasst werden. Die Fähigkeit, Fluss und Druck anzupassen, ermöglicht es Tunnel -Bohrmaschinen, sich an unterschiedliche geologische Herausforderungen anzupassen.
5. Future -Trends
In Zukunft wird erwartet, dass sich die Entwicklung von Schildmaschinenhydrauliksystemen und Magnetventilen auf die folgenden Schlüsselbereiche konzentriert:
5.1 Integration in Automatisierung und IoT
Die Integration der Internet of Things (IoT) in hydraulische Systeme (IoT) in Echtzeitüberwachung und Fernbedienung. Diese Entwicklung wird die betriebliche Effizienz erhöhen und Ausfallzeiten durch Vorhersagewartung verringern.
5.2 Fortgeschrittene Materialien und Flüssigkeiten
Die Erforschung neuer Materialien für hydraulische Komponenten und umweltfreundliche Hydraulikflüssigkeiten erhöht die Haltbarkeit der Systeme und verringert die Auswirkungen auf die Umwelt. Innovationen in der Flüssigkeitstechnologie können die Leistung verbessern und den Wartungsbedarf verringern.
5.3 Verbesserung der Energieeffizienz
Da die Nachhaltigkeit immer wichtiger wird, wird es sich darauf konzentrieren, energieeffiziente hydraulische Systeme zu entwickeln, um den Stromverbrauch zu minimieren und gleichzeitig die Leistung aufrechtzuerhalten. Dieser Übergang kann die Entwicklung variabler Verschiebungspumpen und Energiewiederherstellungssysteme umfassen.
