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双护盾掘进机液压推进系统的研究

张成  
【摘要】:双护盾掘进机是一种集光、机、电、液、传感、信息等多门技术于一体的隧道工程专用的技术密集型综合施工设备,广泛应用于复杂岩层的隧道施工。双护盾掘进机靠推进液压系统向前掘进,液压推进控制系统作为掘进机的一个关键系统,承担着整个盾构机械掘进的关键性任务,其工作特性直接关系到盾构工程施工的正确性、可靠性和安全性。近年来,随着大量隧道的出现,盾构应用越来越广泛,所以对双盾构推进系统的设计和研究,可为我国双护盾推进液压系统设计提供一定的理论支持。 本文针对双护盾推进系统进行了液压系统相关设计,液压元件计算选型,并利用AMESim软件针对所设计的系统简化模型进行开环和闭环仿真分析,结果证明所设计的系统能对推进速度和推进压力能进行较好的控制,可实现土压平衡。 本文首先概述国内外盾构技术和盾构机发展状况,并简要介绍本课题的研究意义和研究内容。然后介绍双护盾推进系统原理方案的设计,系统主要元件的选型,系统液压结构的设计,在设计中采用分组控制技术,简化了系统结构,降低控制复杂度,同时对各分组采用压力流量复合控制策略。又针对设计的双护盾推进系统特点,使用AMESim仿真软件,建立推进系统和负载仿真模型,并对模型中各参数进行选择和确定,分别对系统进行开环控制动态仿真和压力流量复合控制闭环动态仿真,分析各控制性能。最后利用FESTO液压控制试验台上搭建电液比例控制系统,对推进系统的压力流量复合闭环控制进行模拟试验,分析试验结果,对比仿真情况,总结其控制性能。


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