[发明专利]顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统

说明书

技术领域

本发明涉及推进液压系统，尤其涉及一种顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统。

背景技术

硬岩隧道掘进机（Tunnel Boring Machine，简称TBM），是一种高智能化，集机、电、液、光、计算机等的隧道施工重大技术工程装备。在发达国家，使用隧道掘进机施工已经占隧道总量的90%以上。随着中国国民经济的快速发展，国内城市化进程不断加快，中国城市地铁隧道、水工隧道、越江隧道和铁路隧道等将需要大量的隧道掘进机。

TBM推进系统主要具备在刀盘破岩时提供高压推力，在刀盘后退时提供后撤力，在空载时实现推进缸快速伸出和换步过程中实现推进缸快速回收等功能。推进系统作为TBM的关键组成部分，最重要的任务就在承载着从刀盘传递来的外界载荷高压推进，由于围岩环境不确定性，当出现大偏载或者突变载荷时，就需要通过推进液压系统中的液压溢流元件、工作介质压缩、液压管道变形等去顺应外界的突变载荷。

实际TBM推进液压系统是一般由减压阀控制模式控制四个推进液压缸，四个缸联动保持同步性；这样的推进液压系统在遇到大偏载或者突变载荷时，不能瞬时大量的溢流，也没有液压元件来缓冲突变载荷造成的波动，所以其顺应突变载荷的能力将较差，推进系统不能很好地消化和衰减外界突变载荷，导致系统受损，液压元件寿命减少。

发明内容

为了克服现有的TBM推进液压系统中不能很好顺应突变载荷和大偏载的问题，同时满足硬岩掘进施工的要求，本发明的目的在于提供了一种顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统，在正常推进工况下，各推进液压缸可实现比例减压阀控制模式和比例单向节流阀加比例溢流阀控制模式的切换；在比例单向节流阀加比例溢流阀控制模式下，实现了推进压力流量复合控制，结合连接在推进液压缸无杆腔的蓄能器可以顺应在推进过程中遇到的突变载荷和大偏载，从而缓冲瞬间的压力冲击，延长系统液压元件的使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括高、低压油源，高、低压控制油路和推进液压缸进、出口油路；其中：

高压控制油路，包括：两位三通换向阀、比例减压阀、比例单向节流阀、比例溢流阀、第一单向阀、第二单向阀和第一个三位四通换向阀；两位三通换向阀的A3口经比例单向节流阀后分为两路，一路经第一单向阀和第一三位四通换向阀的P1口连接，另一路经比例溢流阀接油箱，两位三通换向阀的B3口经比例减压阀和第二单向阀后接第一个三位四通换向阀的P1口，第一个三位四通换向阀的T1口、A1口和B1口分别接油箱，四个并联的推进液压缸的无杆腔和四个并联的推进液压缸的有杆腔，第一个三位四通换向阀的B1口经安全阀接油箱，两位三通换向阀的P3口接高压油源。

低压控制油路，包括：节流阀和第二个三位四通换向阀；第二个三位四通换向阀的P2口经节流阀接低压油源油箱，第二个三位四通换向阀的T2口、A2口和B2口分别连接油箱，四个并联的推进液压缸的无杆腔和四个并联的推进液压缸的有杆腔。

推进液压缸进出口油路，包括：四个并联的推进液压缸、蓄能器、高压截止阀、安全阀和压力表；四个推进液压缸的有杆腔并接经安全阀接油箱，四个并联的推进液压缸的无杆腔装有压力表和蓄能器，蓄能器一路经一个高压截止阀连接到推进液压缸的无杆腔，蓄能器另一路通过另一个高压截止阀接油箱。

所述高压油源，包括：油箱、第一电动机、第一弹性联轴器、高压变量泵、第一过滤器和高压安全阀；高压变量泵的进油口接油箱，高压变量泵的出油口经第一过滤器后分为两蛤，一路接两位三通换向阀的P3口，另一路经高压安全阀接油箱，高压变量泵经第一弹性联轴器与第一电动机连接。

所述低压油源，包括：油箱、第二电动机、第二弹性联轴器、低压变量泵、第二过滤器和低压安全阀；低压变量泵的进油口接油箱，低压变量泵的出油口经第二过滤器后分为两路，一路接节流阀，另一路经低压安全阀接油箱，低压变量泵经第二弹性联轴器与第二电动机连接。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

1）在正常推进工况下，各推进液压缸可实现比例减压阀控制模式和比例单向节流阀加比例溢流阀控制模式的切换。

2）在比例单向节流阀加比例溢流阀控制模式下，实现了推进压力流量复合控制，结合连接在推进液压缸无杆腔的蓄能器还可以顺应在推进过程中遇到的突变载荷或大偏载，从而缓冲瞬间的压力冲击，延长系统液压元件的使用寿命。

附图说明

图1是顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统结构示意图。