トンネルボーリングマシン（TBM）の油圧システムとソレノイドバルブ
概要
トンネルボーリングマシン（TBMS）は、現代の土木工学の重要な技術であり、輸送やユーティリティなど、さまざまな用途のためにトンネルを効率的かつ安全に掘ることができます。 TBMの操作の中心には、機械のさまざまな機能に必要な電力、制御、精度を提供する油圧システムとソレノイドバルブがあります。この記事では、TBMSの油圧システムとソレノイドバルブのコンポーネント、アプリケーション、および利点、および将来の傾向について説明します。
この画像は、Sunのカートリッジバルブを使用したトンネルボーリングマシンを示しています。
1。はじめに
TBMSの出現は、地下トンネルの構築方法に革命をもたらし、従来の方法よりも速く、より安全に掘ることができました。これらのマシンは、高出力と正確な制御を提供できる堅牢なシステムを必要とする挑戦的な環境で動作します。油圧システム（ソレノイドバルブによって強化）は、効率的なトンネル構造に必要な性能を達成する上で重要な役割を果たします。
2。シールドマシンの油圧システム
油圧システムは、TBMのさまざまな動きと機能を駆動する上で重要です。油圧システムは、閉じた流体に加えられた圧力が液体全体に均等に伝達されると述べているPascalの法則に従って動作します。
2.1油圧システムの構成
TBMが使用する油圧システムの主要なコンポーネントは次のとおりです。
油圧ポンプ：これらのデバイスは、電気モーターの機械的エネルギーを油圧エネルギーに変換し、油圧シリンダーを操作するのに必要な高圧流体を生成します。必要な流れと圧力の仕様に応じて、ギアポンプやピストンポンプなど、さまざまな種類のポンプが使用されます。
油圧シリンダー：油圧シリンダーは、油圧圧力を機械的運動に変換する責任があります。それらは、カッターヘッドの前進、TBMの前進、マシンの位置の調整など、さまざまな操作に必要な線形運動を提供します。
油圧オイルタンク：オイルタンクには油圧油が蓄積され、熱膨張が可能になります。また、汚染物質を除去し、システムのスムーズな動作を保証します。
油圧ラインとフィッティング：コンポーネントと接続ポンプ、シリンダー、バルブ、その他のコンポーネント間に油圧液を運びます。適切なサイジングとルーティングは、効率を維持し、摩擦損失を最小限に抑えるために重要です。
2.2油圧システムの動作
TBM油圧システムの操作には、いくつかのステップが含まれます。
油圧ポンプは、貯水池から液体を引き、それを加圧します。加圧された液体は、目的の動作に応じて、油圧ラインを介してシリンダーまたはバルブに供給されます。油圧シリンダーは、油圧エネルギーを機械的運動に変換し、TBMが掘削、ステアリング、安定化などのタスクを実行できるようにします。
3.トンネルボーリングマシンのソレノイドバルブ
ソレノイドバルブは、システム内の油圧オイルの流れと方向を制御する電気機械装置です。それらは、トンネルボーリングマシンの油圧操作の不可欠な部分です。
3.1ソレノイドバルブの関数
ソレノイドバルブの動作原理は電磁原理です。電流がバルブ内のコイルを通過すると、プランジャーまたはアーマチュアを移動する磁場を作成し、バルブを開閉します。この作用は、油圧油の流れを調節します。
ソレノイドバルブタイプ：
双方向バルブ：これらのバルブは、単一のアクチュエータへの流れを制御し、開閉できるようにします。
3方向バルブ：これらのバルブは、2つの異なるアクチュエーターへの流れを制御し、液体をどちらか一方に向け、複数の方向での動きを促進できます。
比例バルブ：これらのバルブは、流体流の可変制御を提供し、油圧アクチュエーターの速度と位置の正確な制御を可能にします。
3.2ソレノイドバルブの適用
トンネルボーリングマシンでは、ソレノイドバルブが使用されます。
スラストコントロール：油圧シリンダーによって加えられたスラストを調整して、マシンを推進します。
カッターヘッド操作：効率的な掘削のためにカッターヘッドの位置と動きを制御します。
ステアリングメカニズム：トンネリング中の機械の軌跡を調整するように油圧フローを指示します。
安全機能：事故を防ぐために油圧油供給を迅速に遮断することにより、緊急シャットダウン手順を実装します。
4.油圧システムとソレノイドバルブの利点
トンネルボーリングマシンでの油圧システムとソレノイドバルブの統合は、多くの利点を提供します。
4.1高出力と重量比
油圧システムは、コンパクトな寸法を維持しながら、膨大な量の力を生成する可能性があります。これは、トンネル構造の厳しい空間で重要です。この機能により、TBMは重量を追加せずに頑丈なミッションを実行できます。
4.2精度制御
油圧運動は、ソレノイドバルブを使用して正確に制御できます。この精度は、TBMのアラインメントを維持し、最適な切断性能を確保するために重要です。これにより、トンネルプロセスの全体的な効率が向上します。
4.3セキュリティの強化
油圧システムは、圧力リリーフバルブや緊急シャットダウンシステムなどの安全機能を備えた設計されています。これらの機能は、事故のリスクを最小限に抑え、挑戦的な環境での安全な運用を確保します。
4.4柔軟性と適応性
油圧システムは、さまざまなトンネルの建設条件と要件に合わせて簡単に調整できます。流れと圧力を調整する能力により、トンネル退屈な機械がさまざまな地質学的課題に適応することができます。
5.フティールのトレンド
将来、シールドマシンの油圧システムとソレノイドバルブの開発は、次の重要な領域に焦点を当てることが期待されています。
5.1自動化およびIoTとの統合
モノのインターネット（IoT）テクノロジーを油圧システムに統合すると、リアルタイムの監視とリモートコントロールが可能になります。この開発により、運用効率が向上し、予測メンテナンスを通じてダウンタイムが減少します。
5.2高度な材料と液体
油圧成分と環境に優しい油圧液のための新しい材料の研究は、システムの耐久性を高め、環境への影響を軽減します。流体技術の革新は、パフォーマンスを改善し、メンテナンスのニーズを減らす可能性があります。
5.3エネルギー効率を向上させます
持続可能性がますます重要になるにつれて、パフォーマンスを維持しながら消費電力を最小限に抑えるために、エネルギー効率の高い油圧システムの設計に焦点が当てられます。この遷移には、可変変位ポンプとエネルギー回収システムの開発が含まれる場合があります。
