現代トンネル建設では,トンネル掘削機械 (TBM) は,その性能がプロジェクト効率と品質を直接決定する重要な機器として機能します.TBM の"心臓"として機能する推進力,切頭駆動力,セグメント設置などRexroth A4VSGシリーズ軸活塞変位ポンプは,優れた性能と信頼性により,世界のTBMメーカーにとって好ましい水力発電源となっています.
20世紀半ばに開発されて以来,軸性ピストンポンプ技術は高圧液圧システムにおける不可替える重要な部品となっています.伝統的なギアポンプとバネポンプと比較して軸型ピストン変圧ポンプは,高い作業圧,体積効率,要求の高いTBMアプリケーションに特に適しています..
Rexroth A4VSGシリーズは,スワッシュプレートの角度を変更することによってステップレスシフト調整を達成するスワッシュプレートの型軸活塞変位設計を備えています.この設計は,ポンプが恒定回転速度を維持しながら,システム要求に応じて自動的に出力流量調整することができます高度に変動する負荷を持つTBMのような機器では,この特性は,軸型ピストン変位ポンプのエネルギー利用効率を大幅に向上させる.
について作業圧力範囲: 最大400bar,連続動作350bar,高圧液圧要求を満たす
について移動範囲: 28-1000ml/rev,様々なTBM仕様の電力の要求をカバーする
についてボリュメトリック効率: 98%まで,エネルギー損失を最小限に抑える
について騒音制御: 活塞とシューパーの設計が最適化され,運転騒音は80dB以下に保たれる
TBMの連続運転の必要性を考慮して,A4VSG軸性ピストンポンプは,複数の信頼性向上技術を組み込む:
· 優れた衝撃と振動耐性を持つ高強度ノジュール型鋳鉄のハウジング
· 硬いクロム塗装のピストンと,優れた耐磨性のために特別に処理されたシリンダー穴
● 優良なベアリング配置により使用寿命が延びる
● 状態モニタリングのための温度と圧力センサーインターフェースを統合
現代のTBM水力システムは,通常,次のサブシステムで構成される.
主推力系: 前進推進力を供給する
■ カッターヘッド駆動システム:回転する切断輪を動かす
断片設置システム:断片設置操作機を正確に制御する
■補助システム: 敷き詰め,泥の輸送,その他のサポート機能を含む
これらのサブシステムの中で,軸型ピストン変位ポンプは,主に最も高い電力要求を有する主推力および切頭駆動システムにサービスを提供します.
A4VSG軸式ピストンポンプの構成ソリューションは,TBM直径と地質条件によって異なります.
わかった小径/中径 TBM ( φ6m以下) 溶液について
主推力システム: 2×A4VSG 250 軸活塞ポンプ 負荷感知制御
· カッターヘッド駆動: 1×A4VSG 500 軸活塞ポンプ
総電源: 約500〜800 kW
わかった大直径 TBM ( φ6m以上) 溶液について
主推力システム: 4×A4VSG 355 ゾーン制圧制御を持つ軸式ピストンポンプ
· カッターヘッド駆動: 2×A4VSG 750 変数周波数 + 恒定電源複合制御の軸活塞ポンプ
●総電力は1200〜2000kW
TBM推進には 地質条件に応じて 推力力と速度をリアルタイムで調整する必要があります電子比例制御 (HD制御) または負荷感知制御 (DA制御) を備えたA4VSG軸活塞ポンプは,:
推進速度精度は0.1mm/s
● 複数のシリンダー群の独立圧調節
· トンネリング軸の精度を保つための自動偏差調整
従来の固定排気ポンプシステムは,低負荷でTBMを操作する際にかなりのエネルギーを浪費します.A4VSG軸活塞変位ポンプは,常動電源制御または負荷感知制御によって達成される:
· 30%以上のエネルギー節約
· 液体油の温度上昇を減らし,液体の使用寿命を延長する
· 冷却システム負荷の減少
異なる地質条件 (柔らかい土,砂岩,岩石など) に対して,A4VSG軸性ピストンポンプは動作パラメータを迅速に調整することができます.
· 柔らかい土壌層:低圧,高流量モード
· 硬岩層:高圧,低流量モード
混合層:自動モード切り替え
現代のA4VSG軸性ピストンポンプは,複数の電子制御オプションを統合することができます.
について比例式電磁管制御: 正確な移動調整を可能にする
についてCAN バス インターフェース: TBM主制御システムとのシームレス接続
について状態監視インターフェース: パンプの動作パラメータのリアルタイムフィードバック
軸性ピストンポンプの主要パラメータを監視することで,早期の故障警告が達成できます.
振動センサーがベアリング状態を検出
圧力のパルス分析はピストン磨きを特定します
· 温度モニタリングはシール寿命を予測する
A4VSGの軸活塞ポンプの運用データをデジタルモデルと比較することで,
· 性能低下傾向の予測
■ 残り寿命評価
· 最適なメンテナンスのタイミングを決定する
プロジェクトのパラメータ:
■TBM直径: 6.28m
· トンネルの長さ: 3.2 km
地質的条件: 柔らかい土と砂石の層が交替する
液圧システム構成:
主推力: 3×A4VSG 355 軸式ピストンポンプ
· カッターヘッド駆動: 2×A4VSG 500 軸式ピストンポンプ
操作の結果:
・ 平均預金率が1日12mに達した
· 液圧システムの故障はゼロ
■従来のシステムと比較して 28%のエネルギー節約
プロジェクトの課題:
· 水圧の高さ (0.6MPa)
■長距離トンネル掘り (5.8km)
● 複雑な地質学 (柔らかい土壌,岩石割れ地)
解決策:
· A4VSG軸式ピストンポンプを使用した冗長な設計
● インテリジェントな圧力補償システム構成
■ 遠隔状態監視の実施
プロジェクトの成果:
・月間先行記録456mを記録
液圧システムの信頼性は99.98%に達
■ 経営者による技術革新賞を受賞
TBM の適用において,A4VSG 軸性ピストンポンプの最適性能を確保するために:
・ 500 時間ごとに液体の清潔性を確認する (ISO 4406 16/18/13)
・ 1000 時間ごとにポンプ吸気フィルターを検査する
・ 2000 時間ごとにポンプの体積効率を試験する
・ 固定 式 の 調整 と パイプライン の 振動 を 定期的に 確認 する
わかった問題1: 生産流量が不十分わかった
可能性のある原因:
· スワッシュプレートの調整メカニズム粘着
■ 制御圧力が不十分
· 活塞の磨き
解決策:
制御回路の圧力をチェック
· スワッシュプレートの動きの自由をテストする
· ピストン/シリンダーブロックのクリアランスを測定する
わかった問題2 異常な騒音わかった
可能性のある原因:
· 吸入不足によるカビテーション
■ 負荷を負う
· ピストンシューパーの磨き
解決策:
吸着フィルターを検査する
■モニターベアリング振動スペクトル
· 重要な摩擦対を検査するために分解
について高い気圧: 450 bar の連続動作を目指す
についてインテリジェントアダプティブ制御: 操作条件に基づく自己学習パラメータ最適化
について新しい材料の応用: 陶器のピストン,複合材のベアリングなど
についてよりコンパクトなデザイン電力密度 30% 向上
についてハイブリッド電源システム: 軸式ピストンポンプと電動シリンダー駆動装置
についてエネルギー回収技術: エンジンモードでA4VSGを使用してブレーキエネルギーを回収する
について全電動水力システム: 完全電子制御によるパイロット液圧の廃止
高圧効率,インテリジェント制御,高気圧制御により,現代TBM水力システムのコアパワーコンポーネントになりました.信頼性の高い耐久性優化された設計とインテリジェント制御技術の応用を通じてA4VSGは,厳格なTBM運用要件を満たすだけでなく,エネルギー節約とインテリジェントメンテナンスにおいて優れた性能を示しています..
地質学的に複雑なプロジェクトへと進んでいます軸型ピストンポンプ技術が TBM に より強力でインテリジェントなパワーソリューションを提供するために革新を続けます液圧技術の世界的リーダーとして レックスロスは 軸性ピストンポンプの開発を 推進することにコミットしています環境持続可能性.
