针对硬岩掘进机(TBM)在掘进过程中产生的振动影响液压元件内泄漏的问题,分析基础振动及结构参数对溢流阀阀口泄漏量的影响规律.以安装在TBM基础上的直动式溢流阀为研究对象,建立基础振动下溢流阀的阀口泄漏量数学模型.通过计算基础振动引起的溢流阀阀口泄漏量,确定溢流阀发生阀口泄漏时的临界入口压力.结果表明阀口泄漏量随着基础振动振幅及频率的增大而近似线性增大;当弹簧刚度小于1.3×105 N/m时,阀口泄漏量随着弹簧刚度的增大而增大;当弹簧刚度为1.3×105 N/m时,阀口泄漏量达到最大值;减小弹簧刚度和阀芯质量可以显著减少因基础振动引起的阀口泄漏故障,从而提高溢流阀的工作稳定性.

针对振动环境下背压阀对锁紧回路动态特性的影响,建立节流阀、顺序阀及平衡阀作背压阀的3种锁紧回路的仿真模型,实验验证该仿真模型的正确性。对比分析在基础振动下空载、定载和变载时这3种背压阀对锁紧回路动态特性的影响,得到基础振动以及负载对液压缸的速度影响曲线。研究结果表明:基础振动下定载及负载变化在0~90kN时,节流阀和顺序阀背压相对平衡阀背压有更强的稳定性,当交变载及变载大于100kN时,平衡阀的稳定性相对更好。该方法能够为液压锁紧回路背压阀的选型提供一定的参考。