摘要：盾構機全名盾構隧道掘進機，是一種隧道掘進的專用工程機械，目前已經廣泛應用在各大城市的地鐵施工中。現代盾構機集光、機、電、液、伺服控制及信息傳輸等技術于一體，具有切屑巖土、自動換刀、渣土改良輸送、管片吊裝拼接、隧道襯砌、激光導向和姿態調整等功能，涉及地質、土木、測量、力學、化學、機械、液壓流體、電氣、控制以及氣體檢測等學科領域，在眾多學科中液壓傳動與控制在盾構施工中發揮著極其重要的作用，所以有必要對液壓系統進行分析，減少故障發生，確保盾構機可以高效地完成施工任務。

　　關鍵詞：盾構機;液壓系統;設計

　　引言

　　盾構機的液壓系統不僅影響著盾構機本身機械性能，還影響到工程的質量等問題。盾構機液壓系統的好壞影響著盾構機能否正常運行，如果在平時沒有注意對盾構機液壓系統進行正確的維護，不僅會造成盾構機的損壞，甚至會影響工程進度，從而耽誤工期，造成不必要的時間損失和經濟損失。因此，我們要重視盾構機液壓系統的日常維護，也要掌握一些關于盾構機液壓系統出現故障時的診斷方法，以便可以更好的使用盾構機進行工作。

　　機械論文投稿刊物：液壓與氣動(月刊)創刊于1977年，由北京機械工業自動化研究所主辦。雜志是國內外公開發行的中央級技術刊物，是機械、儀表類學科的全國中文核心期刊，是液、氣、密行業唯一評選進入"中國期刊方陣"的雜志。

　　1盾構機液壓系統組成

　　1.1推進液壓系統

　　推進液壓系統動力單元由1臺電子控制變量柱塞泵和1臺恒功率控制柱塞泵提供，通過高壓過濾器、控制閥組、高壓膠管連接推進油缸。推進過程分拼裝和推進兩種模式：在拼裝模式中，22條推進油缸分組單獨動作，實現管片的拼裝工序;在推進模式中22條油缸同時動作，推進速度由閥組上面的比例減壓閥控制。恒功率控制泵為推進閥組和螺旋輸送機系統馬達高低速控制閥塊提供控制油，為推進系統和螺旋輸送機馬達平穩運行提供保障。

　　1.2螺旋輸送機液壓系統

　　螺旋輸送機液壓系統為典型的閉式系統，由于系統功率大內部發熱升溫迅速，其內部集成了一套補油回路，一方面帶走系統中大量熱量;另一方面對系統進行補油。補油泵從油箱吸油經過濾器并通過兩個單向閥分別對閉式回路兩個油口的低壓端進行補油，然后主泵的高壓端為螺機馬達提供高壓油。螺機脫困即馬達過載后，多余壓力油可以通過平衡閥回到油箱，從而對馬達起到保護作用。從馬達返回的攜帶熱量的低壓油又回到主泵，一部分經節流閥流回油箱進行冷卻;一部分又進入主泵的高壓端。主回路由主泵和液壓馬達組成，主泵為雙向比例變量泵，在主泵主回路中有溢流閥、補油單向閥和低壓排放閥;主泵的控制回路有主泵斜盤伺服油缸及雙向伺服控制閥，伺服閥由外部控制壓力控制，以便實現換向和無級調速。

　　1.3油箱冷卻循環液壓系統

　　油箱冷卻循環液壓系統為其他液壓系統提供載體，位于整個盾構機的2號拖車位置，由1臺大排量葉片泵提供循環動力;在油箱的一側設置板式冷卻器，由外水經過冷卻器帶走油箱內熱量。在油箱上設置液位報警、溫度報警和過濾器堵塞報警開關，報警聯鎖可以將信號傳輸到上位機，操作人員可以根據這個數據監控液壓系統的運行狀況。

　　1.4注漿液壓系統

　　注漿液壓系統由一臺雙聯變量柱塞泵、速度控制閥(比例節流閥)、液控自動換向回路和泵送油缸組成。其中，液控自動換向回路和泵送油缸回路高度集成為1套獨立的系統;主泵出口高壓油經過高壓過濾器，連接四路比例調速閥，然后連接兩臺高度集成注漿泵。正向工作時，電磁換向閥(帶應急手柄)右位得電，壓力油經換向閥到達推進油缸無桿腔，活塞向右移動，進入P1.1的壓力油經液控換向閥、泵閘門換向閥、一路到達料斗進油缸無桿腔，使之關閉，另一路到達泵出油缸有桿腔使之打開，完成正向過程;當推進活塞移動到右端時，油缸右端接近開關動作，液壓油到達泵閘門換向閥上端，壓力油一路到料斗進口油缸有桿腔使之打開，另一路到達泵出口油缸的無桿腔，使之關閉，另一路控制油經節流閥到達推進換向閥的上端，換向閥下移，P1的壓力油經推進換向閥換向后進入推進缸的有桿腔，使推進活塞左移，完成正向進料過程。當推進活塞走到左端頭時，推進缸左端接近開關動作，液壓油到達泵閘門換向閥下端，閘門油缸換向，同時推進換向閥也上移，重復正向過程。

　　2盾構機液壓系統的維護

　　2.1制定定期檢查制度

　　為了保障盾構機能正常運行，建立健全的定期檢查制度是十分必要的。定期對液壓系統進行檢查，將檢查結果及處理情況形成文字報告，不僅可以及時發現并處理問題，避免出現不必要的損壞，也可以積累經驗，對后期維護起到指導作用。可以每周檢查一下盾構機液壓系統中管接頭和油管是否出現泄漏的問題，還有油溫是否在標準的溫度下。這些小問題的檢查，對盾構機日常能否正常運行起著重要的作用。而每月便定時對液壓系統進行一次大檢查，如過濾器、液壓油泵等關鍵部位的檢查及設備的使用情況，從而更好的保障盾構機系統的正常運行。

　　2.2要防止空氣進入液壓系統

　　在常溫常壓的狀態下，會有6%到8%的空氣進入到液壓系統的液壓油中。當其中的壓力下降時，空氣就會跑處理;而其中的壓力增加時，外面的氣泡便會破裂，從而產生氣蝕現象。當大量的空氣從中分離出來，壓力便會增大，迫使液壓油的塑形增大，從而影響盾構機的工作效率。所以，在對盾構機液壓系統進行維護時，一定要注意排除系統中的空氣。

　　2.3要選擇正確的液壓油

　　液壓油是液壓系統的重要組成部分，對液壓系統的可靠性與穩定性起著非常重要的影響。我們在進行液壓油的選擇時，一定要選擇與液壓系統相符合的油牌號。因為不同牌號的液壓油其化學成分不同，對液壓系統也會產生不同影響。若液壓油選擇不正確，不但會影響盾構機的正常運行，甚至會對液壓系統造成一定的損害，所以選擇正確的液壓油也有利于液壓系統的維護。

　　結語

　　在盾構機液壓系統設計中，盡可能地采用通用元件，提高系統的安全性和穩定性，提高液壓系統的可靠性，減少系統的故障率。由于盾構機會經常拆裝機，液壓系統使用軟管較多，這不利于液壓系統管路布置的美觀。液壓系統是盾構機的核心組成之一，在實際的使用過程中，應建立維護液壓系統的詳細保護方案科設定掘進參數。從而使設計周期縮短，成本降低。另在設計過程中，主要考慮是機器的性能和經濟性，在保證完成工作要求的前提下，盡可能地提高其性價比。

　　參考文獻

　　[1]李強.盾構機液壓推進系統穩定性研究[J].城市道橋與防洪，2017(8)：317-319.

　　[2]李艷斌.盾構機液壓系統的故障診斷與維護方法分析[J].建材與裝飾，2017(28)：201-202.

　　作者：劉帥