改进的盾构机刀盘：机液无级变速提升硬岩掘进效率

本文探讨了盾构机刀盘使用的机液无级变速技术，以提高在挖掘硬岩时的性能和效率。传统的海瑞克盾构机驱动系统依赖于直流电机、变量柱塞泵和齿轮减速器，其工作原理是通过电磁转矩与机械负载和空载损耗转矩的平衡来调整转速。然而，当遇到高抗压强度岩石时，由于转速限制，掘进速度极低，甚至可能导致设备卡顿。 作者提出的新型解决方案采用定压液体静压润滑技术结合机械无级变速机构，这种技术的优势在于能够根据实际负载动态调整刀盘的转矩和角速度，从而实现恒功率无级变速。这种方法避免了传统系统的转矩限制，允许刀盘以更大的力量切割硬质岩石，提高了掘进速度，即使在地质条件变化或隧道温度波动的情况下也能保持稳定性能。 与传统的齿轮传动不同，这种机液无级变速器设计具有更高的冲击抵抗能力，只需适时更换或调节刀具即可应对不同岩石硬度。此外，通过选用异步电机作为动力源，机壳转速可以调整至3000r/min，但实际操作中为了减少刀盘外圆的磨损，转速被限制在3r/min。通过增大吃刀深度，机液无级变速盾构机能够满足更高渣量的需求，从而提升整体施工效率。 总结来说，本文的关键知识点包括：1) 传统盾构机的转矩与转速限制及其问题；2) 机液无级变速技术如何通过定压液体静压润滑和机械无级变速实现恒功率、高效率的挖掘；3) 异步电机在系统中的应用和转速管理；4) 技术如何改善刀盘耐磨性和适应不同地质条件的能力。这项技术对于提升盾构机在硬岩掘进任务中的性能具有重要意义。