[发明专利]掘进机刀盘定变排量组合液压马达驱动系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种掘进机刀盘定变排量组合液压马达驱动系统及控制方法。包括变排量液压马达组、定排量液压马达组和变排量液压泵组，变排量液压马达组、定排量液压马达组和变排量液压泵组均接入到掘进机刀盘系统的主油路中，变排量液压泵组输入流量到主油路，变排量液压马达组和定排量液压马达组从主油路得到流量；以定排量液压马达和变排量液压马达组合方式构建系统，并以特定排量组方式设定定排量液压马达组和变排量液压马达组的排量，由两个马达组的马达排量和泵组的泵排量决定输出给掘进机刀盘的转速。本发明由于使用了定排量液压马达，可降低工程成本、提高系统可靠性和效率。

技术领域

本发明涉及隧道掘进机技术领域，具体地说，特别涉及一种掘进机刀盘定变排量组合液压马达驱动系统及控制方法，达到最大限度的提高隧道掘进机的工作效率、提升系统可靠性和降低工程成本的目的。

背景技术

隧道掘进机广泛用于供水工程、电力工程、道路建设、城市地铁等国家基础设施工程，它是一种集机-电-液多学科领域于一体的大型地下工程机械装备，其主机主要由刀盘及其驱动系统、推进系统和护盾支护系统等构成。

刀盘液压系统是保证掘进机实现向前掘进工作的十分重要的关键部分。通常，掘进机所处的掘进工况恶劣，面临的地质条件复杂多变，要求刀盘主驱动系统提供较大的功率和扭矩。为了提高掘进机的掘进速度，适应不同的工程地质条件，要求掘进机刀盘能够适应负载的动态变化，提供较大的扭矩，多种转速变化，在满足以上条件下，还要求系统尽量减小能耗，提升系统可靠性、工作效率和降低成本。

目前使用的掘进机的刀盘液压系统完全采用了多个变排量液压马达并联作为扭矩和转速输出，但是变排量液压马达造价高昂，每个变排量液压马达均单独配置了冲洗马达装置，导致更高的成本，并且变排量液压马达可靠性较定排量液压马达低，工作效率也不如定排量液压马达。

发明内容

为了解决背景技术中掘进机的刀盘液压系统存在的问题，提出了一种掘进机刀盘定变排量组合液压马达驱动系统及控制方法，用于掘进机刀盘系统在针对不同工况需求下的自由调整，达到降低工程成本、提高系统效率和可靠性的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案及其步骤如下：

一、一种掘进机刀盘定变排量组合液压马达驱动系统：

系统包括变排量液压马达组、定排量液压马达组和变排量液压泵组，变排量液压马达组、定排量液压马达组和变排量液压泵组均接入到掘进机刀盘系统的主油路中，变排量液压泵组输入流量到主油路，变排量液压马达组和定排量液压马达组从主油路得到流量。

以定排量液压马达和变排量液压马达组合方式构建系统，并以排量组合控制方式控制定排量液压马达组和变排量液压马达组的排量，由两个马达组的马达排量和泵组的泵排量决定输出给掘进机刀盘的转速。

所述的变排量液压马达组包括多个并联连接到主油路的变排量液压马达，每个变排量液压马达的两端分别接入到主油路的两路，即一端接入到主油路的的油路A，另一端接入主油路的油路B，变排量液压马达组中的各个变排量液压马达同时或分别控制，若变排量液压马达组中有e个变排量液压马达，e个变排量液压马达可同时或分别控制；

所述的定排量液压马达组包括多个并联连接到主油路的定排量液压马达，每个定排量液压马达的两端分别接入到主油路的两路，即一端接入主油路的油路A，另一端接入主油路的油路B，若定排量液压马达组中有f个定排量液压马达，f个定排量液压马达同时控制。

所述的定排量液压马达组中定排量液压马达的总数取为以下公式计算得到的马达个数x的整数部分m，并且定排量液压马达排量的最大值为V_gmax：

其中，V_gmax表示定排量液压马达自身的最大排量，V为根据实际工程负载确定系统达到最高设计转速所需马达的总排量；