顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统技术方案

本发明专利技术公开了一种顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统。包括高低压油源，高低压控制油路和包括四个并联的推进液压缸的进出口油路。高低压控制油路的一端分别与各自的高、低压油源连接，高低压控制油路的另一端分别与四个并联的推进液压缸的有杆腔和无杆腔连接。低压油路控制TBM实验台快速推进和快速复位过程；高压油路控制TBM实验台高压推进和回退过程。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，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，从而缓冲瞬间的压力冲击，延长系统液压元件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统
本专利技术涉及推进液压系统，尤其涉及一种顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本专利技术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。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 本专利技术包括高、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Pl 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Pl 口，第一个三位四通换向阀的Tl 口、Al 口和BI 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BI 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、Α2 口和Β2 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Ρ3 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。本专利技术与
技术介绍
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。图中:1、低压安全阀，2、两个电动机，3、两个弹性联轴器，4、低压变量泵，5、两个过滤器，6、高压变量泵，7、高压安全阀，8、两位三通换向阀，9、比例单向节流阀，10、比例溢流阀，11、比例减压阀，12、两个单向阀，13、两个三位四通换向阀，14、四个并联的推进液压缸，15、蓄能器，16、高压截止阀，17、压力表，18、安全阀，19、节流阀，20、油箱。【具体实施方式】下面结合附图1和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，本专利技术包括高、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8、比例减压阀11、比例单向节流阀9、比例溢流阀10、第一单向阀12、第二单向阀12和第一个三位四通换向阀13 ;两位三通换向阀8的A3口经比例单向节流阀9后分为两路，一路经第一单向阀12和第一个三位四通换向阀13的Pl 口连接，另一路经比例溢流阀10接油箱20，两位三通换向阀8的Β3 口经比例减压阀11和第二单向阀12后接第一个三位四通换向阀13的Pl 口，第一个三位四通换向阀13的Tl口、Al 口和BI 口分别接油箱20，四个并联的推进液压缸14的无杆腔和四个并联的推进液压缸14的有杆腔，第一个三位四通换向阀13的BI 口经安全阀18接油箱20，两位三通换向阀8的P3 口接高压油源。低压控制油路，包括:节流阀19和第二个三位四通换向阀13 ;第二个三位四通换向阀13的P2 口经节流阀19接低压油源，第二个三位四通换向阀13的T2 口、A2 口和B2 口分别连接油箱，四个并联的推进液压缸14的无杆腔和四个并联的推进液压缸14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14、蓄能器15、高压截止阀16、安全阀18和压力表17 ;四个推进液压缸14的有杆腔并接经安全阀18接油箱20，四个并联的推进液压缸14的无杆腔装有压力表17和蓄能器1，蓄能器I 一路经一个高压截止阀16连接到推进液压缸14的无杆腔，蓄能器I另一路通过另一个高压截止阀16接油箱20。所述高压油源包括:油箱20、第一电动机2、第一弹性联轴器3、高压变量泵6、第一过滤器5和高压安全阀7 ;高压变量泵6的进油口接油箱20，高压变量泵6的出油口经第一过滤器5后分为两蛤，一路接两位三通换向阀8的P3 口，另一路经高压安全阀7接油箱20，高压变量泵6经第一弹性联轴器3与第一电动机2连接。所述低压油源包括:油箱20、第二电动机2、第二弹性联轴器3、低压变量泵4、第二过滤器5和低压安全阀I ;低压变量泵4的进油口接油箱20，低压变量泵4的出油口经第二过滤器5后分为两路，一路接节流阀19，另一路经低压安全阀7接低压油源，低压变量泵4经第二弹性联轴器3与第二电动机2连接。本专利技术的工作原理如下: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统，其特征在于：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（8）、比例减压阀（11）、比例单向节流阀（9）、比例溢流阀（10）、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（8）的A3口经比例单向节流阀（9）后分为两路，一路经第一单向阀和第一个三位四通换向阀的P1口连接，另一路经比例溢流阀（10）接油箱，两位三通换向阀（8）的B3口经比例减压阀（11）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（14）的无杆腔和四个并联的推进液压缸（14）的有杆腔，第一个三位四通换向阀的B1口经安全阀（18）接油箱，两位三通换向阀（8）的P3口接高压油源；低压控制油路，包括：节流阀（19）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（19）接低压油源，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（14）的无杆腔和四个并联的推进液压缸（14）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（14）、蓄能器（15）、高压截止阀（16）、安全阀（18）和压力表（17）；四个推进液压缸（14）的有杆腔并接经安全阀（18）接油箱，四个并联的推进液压缸（14）的无杆腔装有压力表（17）和蓄能器（1），蓄能器（1）一路经一个高压截止阀连接到推进液压缸（14）的无杆腔，蓄能器（1）另一路通过另一个高压截止阀接油箱。...

【技术特征摘要】
1.一种顺应突变载荷的TBM实验台推进液压系统，其特征在于: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(8)、比例减压阀(11)、比例单向节流阀(9)、比例溢流阀(10)、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(8)的A3 口经比例单向节流阀(9)后分为两路，一路经第一单向阀和第一个三位四通换向阀的Pl口连接，另一路经比例溢流阀(10 )接油箱，两位三通换向阀(8 )的B3 口经比例减压阀(11)和第二单向阀后接第一个三位四通换向阀的Pl 口，第一个三位四通换向阀的Tl 口、Al 口和BI 口分别接油箱，四个并联的推进液压缸(14)的无杆腔和四个并联的推进液压缸(14)的有杆腔，第一个三位四通换向阀的BI 口经安全阀(18)接油箱，两位三通换向阀(8)的P3口接高压油源； 低压控制油路，包括:节流阀(19)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(19)接低压油源，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(14)的无杆腔和四个并联的推进液压缸(14)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...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚国芳，饶云意，张振，吴伟强，杨华勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33