一种稳定器液压系统、掘进机的制作方法

本申请涉及液压，特别地，涉及一种稳定器液压系统、掘进机。

背景技术：

1、全断面硬岩掘进机(下文简称tbm)是一种用于开挖全断面岩石地层隧道的重型装备，其稳定器系统是在tbm掘进(主推进油缸慢速高压伸出，刀盘旋转破岩)时对tbm盾体起稳定减震作用，在换步(主推进油缸快速缩回为下一个掘进做准备)或停机时起高压撑紧作用。稳定器主要通过液压系统往油缸无杆腔内充入低压或高压液压油来分别实现稳定减震和高压撑紧。

2、随着抽水蓄能电站的发展，超小转弯(弯曲半径小于100米)和大坡度(坡度大于35°)的隧道施工越来越多，斜井tbm则是此类隧道实现自动化、机械化、无人化施工的优选方案之一。斜井tbm因为大坡度掘进势必要求稳定器在tbm换步和停机时必须确保是高压撑紧的以便防止盾体后溜。斜井tbm因为超小的转弯掘进势必会在转弯、姿态调整时盾体会有较大的负负载作用在稳定器上，此时油缸无杆腔压力升高进而出现tbm卡机、掘进阻力过大、稳定器损坏等问题。

3、目前，现有的tbm稳定器液压系统一般是通过人工去切换模式，比如稳定减震模式和高压撑紧模式，并且tbm掘进时较大负负载导致的油缸无杆腔压力升高问题依然存在。

技术实现思路

1、本申请一方面提供了一种稳定器液压系统，以解决现有的tbm稳定器液压系统依赖人工切换模式、掘进时油缸无杆腔压力升高的技术问题。

2、本申请采用的技术方案如下：

3、一种稳定器液压系统，包括：液压泵、三通减压阀、模式切换阀、主换向阀、无杆腔液压流向控制阀、油缸、有杆腔液压流向控制阀、浮动阀、推进主换向阀，其中：

4、所述液压泵的p口分别连接三通减压阀的p口和模式切换阀的p口，所述三通减压阀的a口连接模式切换阀的t口，所述模式切换阀的a口分别连接主换向阀的p口和浮动阀的p口，所述模式切换阀的t口和浮动阀的t口均连接油箱，

5、所述主换向阀的a口分别连接无杆腔液压流向控制阀的v1口和有杆腔液压流向控制阀的先导x2口，所述无杆腔液压流向控制阀的c1口和先导x1口分别连接油缸的无杆腔和所述浮动阀的a口；

6、所述主换向阀的b口连接有杆腔液压流向控制阀的v2口，所述有杆腔液压流向控制阀的c2口连接油缸的有杆腔；

7、所述浮动阀的控制端与所述主换向阀的b口、推进主换向阀的电磁铁或模式切换阀的电磁铁控制连接，使浮动阀根据主换向阀的b口、推进主换向阀或模式切换阀的当前工作状态进行动作切换无杆腔液压流向控制阀处于单向导通或双向导通状态；

8、所述模式切换阀的控制端与所述推进主换向阀控制连接，使模式切换阀根据推进主换向阀当前工作状态进行动作切换作业模式。

9、进一步地，所述无杆腔液压流向控制阀包括无杆腔平衡阀，所述有杆腔液压流向控制阀包括有杆腔平衡阀。

10、进一步地，所述无杆腔液压流向控制阀包括无杆腔液压锁，所述有杆腔液压流向控制阀包括有杆腔液压锁。

11、进一步地，所述三通减压阀采用只能调节一档压力的固定档位三通减压阀。

12、进一步地，所述三通减压阀采用可无极调节压力的电比例三通减压阀。

13、进一步地，所述模式切换阀采用液控模式切换阀，所述液控模式切换阀的先导控制口x口与推进主换向阀的a口相连接。

14、进一步地，所述模式切换阀采用电磁模式切换阀，所述电磁模式切换阀的电磁铁得电与否与推进主换向阀的掘进信号相关联，当推进主换向阀的得电处于掘进状态时电磁模式切换阀的电磁铁会自动得电完成模式切换。

15、进一步地，所述浮动阀包括液控浮动阀、梭阀，所述液控浮动阀的先导控制口x口连接梭阀的b口，所述梭阀的a1口连接主换向阀的b口，所述梭阀的a2口连接推进主换向阀的a口。

16、进一步地，所述浮动阀包括电磁浮动阀，所述电磁浮动阀的电磁铁得电与否与推进主换向阀的掘进信号以及主换向阀相关联，当推进主换向阀的电磁铁得电处于掘进状态或主换向阀的电磁铁得电使液压油从油缸的无杆腔流入有杆腔流出时，电磁浮动阀自动得电使无杆腔液压油流向控制阀由单向导通状态切换至双向导通状态。

17、本申请另一方面还提供了一种掘进机，包括所述的稳定器液压系统。

18、相比现有技术，本申请具有以下有益效果：

19、1、本申请通过在稳定器的油缸的无杆腔和有杆腔分别设置无杆腔液压流向控制阀和有杆腔液压流向控制阀，可以防止稳定器的油缸短时间内泄压导致tbm盾体后溜。

20、2、本申请通过将模式切换阀的控制端与所述推进主换向阀控制连接，利用液压控制的方式，使模式切换阀根据推进主换向阀当前工作状态进行动作切换作业模式，实现根据tbm的当前工作状态(如换步或者停机、掘进时)自动切换稳定器的工作模式的功能，即掘进时自动切换为“液压弹簧”模式，换步或停机时自动切换为高压撑紧模式，液控方式可靠性、稳定性、自动化程度高，避免依赖人工切换。

21、3、本申请的“液压弹簧”模式和稳定器缩回时油缸的无杆腔的油液可以自由双向通过无杆腔液压流向控制阀，避免出现稳定器的油缸无杆腔憋压的情况，同时结合三通减压阀，使得tbm在掘进过程中有较大负负载时油缸的无杆腔内的油压不会升高而是稳定在较低的压力(比如50bar)进而实现“液压弹簧模式”，进而可以解决tbm卡机、掘进阻力过大、稳定器损坏等问题。

22、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本申请作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种稳定器液压系统，其特征在于，包括：液压泵(1)、三通减压阀、模式切换阀、主换向阀(4)、无杆腔液压流向控制阀、油缸(7)、有杆腔液压流向控制阀、浮动阀、推进主换向阀(11)，其中：

2.根据权利要求1所述的稳定器液压系统，其特征在于，所述无杆腔液压流向控制阀包括无杆腔平衡阀(5)，所述有杆腔液压流向控制阀包括有杆腔平衡阀(8)。

3.根据权利要求1所述的稳定器液压系统，其特征在于，所述无杆腔液压流向控制阀包括无杆腔液压锁(14)，所述有杆腔液压流向控制阀包括有杆腔液压锁(15)。

4.根据权利要求1所述的稳定器液压系统，其特征在于，所述三通减压阀采用只能调节一档压力的固定档位三通减压阀(2)。

5.根据权利要求1所述的稳定器液压系统，其特征在于，所述三通减压阀采用可无极调节压力的电比例三通减压阀(12)。

6.根据权利要求1所述的稳定器液压系统，其特征在于，所述模式切换阀采用液控模式切换阀(3)，所述液控模式切换阀(3)的先导控制口x口与推进主换向阀(11)的a口相连接。

7.根据权利要求1所述的稳定器液压系统，其特征在于，所述模式切换阀采用电磁模式切换阀(13)，所述电磁模式切换阀(13)的电磁铁得电与否与推进主换向阀(11)的掘进信号相关联，当推进主换向阀(11)的得电处于掘进状态时电磁模式切换阀(13)的电磁铁会自动得电完成模式切换。

8.根据权利要求1所述的稳定器液压系统，其特征在于，所述浮动阀包括液控浮动阀(9)、梭阀(10)，所述液控浮动阀(9)的先导控制口x口连接梭阀(10)的b口，所述梭阀(10)的a1口连接主换向阀(4)的b口，所述梭阀(10)的a2口连接推进主换向阀(11)的a口。

9.根据权利要求1所述的稳定器液压系统，其特征在于，所述浮动阀包括电磁浮动阀(16)，所述电磁浮动阀(16)的电磁铁得电与否与推进主换向阀(11)的掘进信号以及主换向阀(4)相关联，当推进主换向阀(11)的电磁铁得电处于掘进状态或主换向阀(4)的电磁铁得电使液压油从油缸(7)的无杆腔流入有杆腔流出时，电磁浮动阀(16)自动得电使无杆腔液压油流向控制阀由单向导通状态切换至双向导通状态。

10.一种掘进机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的稳定器液压系统。

技术总结
本申请提供了一种稳定器液压系统、掘进机，所述稳定器液压系统包括：液压泵、三通减压阀、模式切换阀、主换向阀、无杆腔液压流向控制阀、油缸、有杆腔液压流向控制阀、浮动阀、推进主换向阀。本申请可根据TBM的当前工作状态自动切换稳定器的工作模式的功能，即掘进时自动切换为“液压弹簧”模式，换步或停机时自动切换为高压撑紧模式，液控方式可靠性、稳定性、自动化程度高，避免依赖人工切换；本申请避免了出现稳定器的油缸无杆腔憋压的情况，同时结合三通减压阀，使得TBM在掘进过程中有较大负负载时油缸的无杆腔内的油压不会升高而是稳定在较低的压力，进而可以解决TBM卡机、掘进阻力过大、稳定器损坏等问题。

技术研发人员：蒋满国,刘伟,王子京,曾定荣,唐从炜,李勇,胡薛礼,顾恩鑫,谢斌
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23