第9讲TBM液压系统

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1、第九讲第九讲大型施工机械大型施工机械TBM部分部分 TBM液压系统 主讲：郭京波主讲：郭京波目录1.TBM液压系统的组成2.主机和辅助液压系统原理3.液压系统的使用和维护保养1.TBM液压系统的组成（1）TBM液压系统的作用n 掘进机属于大型复杂的隧道施工机械，机上采用三种不同的传动方式：机械传动、液压传动和电气传动。n 由于液压传动具有体积小、单位功率重量轻、可方便进行无级调速等独特的优点，因此它是当今掘进机重要的传动方式。n 液压系统装机功率大，元件数量多，工作压力高，电控液控关系复杂。TBM液压系统的作用(续）n 根据掘进机的动作重要性，液压系统的控制可以分三个层次：n (1)第一层次第

2、一层次。掘进机在掘进中经常执行基本动作，即推进以及与推进相关的支撑水平(x型)支撑、后支撑。n (2)第二层次第二层次。掘进机在掘进过程中有时需执行的基本动作，如调向、敞开式掘进机机头顶护盾、侧护盾伸缩等。n (3)第三层次第三层次。因特殊地质情况需实现的操作，如锚杆件、钢拱架安装机等支护设备、刀盘点动装置、材料调运装置等。n 掘进机液压系统以第一层次的动作需求为要点设置泵站系统，而第二、三层次附属中接在第一层次的系统上。（2）液压系统的组成n 液压系统由四个部分组成：n (1)动力部分，指液压泵，其作用是将电动机或内燃机产生的机械能转变成液体的压力势能；n (2)控制部分，包括压力、流量和方

3、向控制阀等，以保证执行机构得到所要求的运动方向、速度、转速、力和力矩；n (3)执行部分，指液压缸和液压马达等。它是将液压势能转换成机械能，输往工作机构；n (4)辅助部分，包括油箱、管路、管接头、蓄能器、滤清器、冷却器和各种控制仪表等。n 液压系统按照液流循环方式的不同，可以分成开式和闭式系统。（3）液压系统布置n TB880E型掘进机除了刀盘的主驱动外，TBM全机与辅助机械设备皆为液压驱动，并采用液压传感监控的方式，通过控制台进行操作。n 掘进机的泵站有多个独立的泵及其系统组成。一般情况下，这些泵独立工作，在应急情况下，有些泵可以相互切换，以减少洞内停机时间；n 由于空间位置的限制，阀站采

4、用集中分散布置原则，即必须分散的阀件分散布置，在执行元件上，如液压缸的液压锁布置在液压缸上；不影响安全和不增加管路的阀件则尽可能布置在司机室附近的阀站里。TBM液压泵站盾构机泵站撑靴液压缸撑靴液压缸液压管路2.主机和辅助液压系统原理（1）主机液压系统的特点n 秦岭隧道使用的88m掘进机除电驱动掘进工况外，主机各主要执行机构均为液压传动。主机液压系统具有如下特点：n 配置较完备的过滤装置，包括空气过滤，加油过滤，回油过滤和压油过滤。n 测压点布置较齐全，各主要阀块上预留测压点，为系统故障诊断提供了便利条件。n 模块化布置的集成阀块大量减少了管路数量和长度。（续上）n 管路中多次配有手动截止阀，便

5、于故障检查，实现强制锁定，减少液压阀更换时的漏油和实现特定功能。 结合不同工况实现双泵合流。如掘进机换步时，实现推进液压缸快速收回。n 主要执行机构的液压系统实现电控或电液远控，操作性能良好。TBM液压控制阀(2)液压子系统及泵站n 88m掘进机整个液压系统由一些单独的液压子系统组成：n 推进、支撑、刀盘辅助驱动等液压系统。（液压动力站泵编号为P1、P2、P3、P3.1、P4、P5、P7、P8。）n 钢拱架安装机构液压系统。（液压动力站泵的编号为P4。）n 1号和2号胶带输送机液压系统。（液压动力站泵的编号为P6.1、P6.3、P6.2、P6.4。）n 3号胶带输送机液压系统。（液压动力站泵的

6、编号P9.1、P9.3、P9.2、P9.4、P10。）n 矿车拖动装置液压系统。（液压动力站泵的编号为P12。）n 掘进机前部锚杆钻机和超前钻机液压系统。（液压动力站泵的编号为P13.1、P13.2、P13.3。）n 掘进机后部锚杆钻机和超前钻机液压系统。（液压动力站编号为P14.1、P14.2和P14.3。）（3）液压动力站的主要技术参数续表液压动力系统（4）柱塞泵的三对摩擦副缸体孔与柱塞，缸体端部与配流盘，滑靴与斜盘柱塞-缸体组件（5）TB880E支撑与推进系统支撑液压缸（6）支撑推进液压系统的特点n 掘进机的液压系统一般都将推进系统和水平(x型)支撑系统分为两个独立的分系统而设置。必要时

7、，两泵可以切换，以提高掘进机的作业率。n 推进缸和水平(x型)支撑缸的大腔容积比杆腔容积大两倍左右，油缸收缩时，必须设有大腔回油的足够通路来排油，否则要造成油温急剧上升。n 推进缸在空行程时要快速移动。旦刀盘的刀具接触掌子面后，要根据岩石的软硬，完整和破碎程度决定推进速度，因此推进缸回路应有快速空行程的功能。n 水平(x型)支撑在靴板接触洞壁前或脱离洞壁后也需要一个快速空行程移动。靴板撑紧洞壁后需要长时间的保压，因此水平(x型)支撑回路应有快速空行程和保压等功能。n 掘进机的支撑系统(水平支撑、x型支撑、后支撑、顶护盾、侧护盾等都需要长期保压功能，油缸都设有高性能的液压锁。整个系统设计时要避免