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盾構刀盤回轉驅動液壓系統建模與仿真研究
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  • 更新時間:2015-05-08
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  • 盾構刀盤回轉驅動液壓系統建模與仿真研究
  • 摘要
    集機械、電氣、信息、測量、液壓與控制等多學科技術為一體的
    盾構掘進機以其高效、快速、優質、安全等特點成為了全球范圍應用
    最為廣泛的大型地下隧道掘進工程裝備,其刀盤驅動系統具有大慣
    性、大功率和變負載的特點,而近來迅速發展起來的電液控制技術在
    繼承了原有液壓系統優點的基礎上與電子技術緊密結合于一體,成為
    盾構機驅動方式的發展趨勢。論文從盾構機刀盤驅動的實際工況出
    發,針對盾構掘進過程中出現的負載突變沖擊乃至刀盤卡死等現象,
    分析了現有盾構刀盤驅動方式所存在的問題,探討了一種具有更高可
    靠性和節能性的盾構刀盤驅動液壓系統,重點研究了系統的動態特性
    及其沖擊適應性,主文主要研究內容如下:
    1.介紹了國內外盾構施工技術和盾構掘進機的發展歷程和研究
    現狀。分析了盾構刀盤的現有驅動方式的特點,對變頻電機驅動和液
    壓驅動兩種方式進行了對比。
    2.從負載的角度論述了盾構刀盤切削作用對象巖土的基本特性,
    分析了盾構刀盤上主要刀具的切削物理現象以及切削力模型,論述了
    盾構扭矩的構成情況及計算方法。重點研究了盾構刀盤在切削過程中
    負載沖擊和刀盤卡死產生的原因以及沖擊帶來的影響。通過盾構刀具
    切削實驗和盾構實際現場測試的數據相結合,驗證和分析了盾構掘進
    過程中負載的隨機性和沖擊的產生原因。
    3.分析了盾構刀盤驅動系統的結構形式,研究了現有盾構刀盤
    驅動液壓系統的優缺點,針對盾構的負載特點設計了一種基于負載變
    化的變量泵一變量馬達容積控制驅動回路,并采用比例閥控蓄能器來
    控制負載的動態沖擊。
    4.建立了盾構刀盤液壓驅動系統的數學模型,從系統動態特性
    入手研究了刀盤在劇烈負載沖擊下液壓系統的各個參數對系統本身
    的影響,揭示了液壓沖擊的物理現象以及峰值的計算方法,在蓄能器
    模型的基礎上分析了其吸收壓力沖擊時的動態特性。
    5.在已建立的數學模型的理論基礎上,利用A州 [ESim圖形化仿
    真軟件建立了盾構刀盤液壓驅動系統仿真模型,對所構建系統的動態
    特性以及對沖擊的適應性進行了仿真研究。研究結果表明,采用比例
    閥控蓄能器的盾構刀盤回轉驅動液壓系統可以能夠很好地吸收負載
    沖擊,有效避免溢流損失,并回收部分沖擊能量,具有較好的節能性
    多中南大學碩士學位論文摘要
    和可靠性。
    關鍵詞:盾構掘進機;刀盤驅動液壓系統;AMESim仿真;負載沖擊;
    蓄能器中南大學碩士學位論文ABSTRACT ...
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