盾构机刀盘驱动液压控制系统节能特性研究

发布时间：2018-03-28 14:39

  本文选题：盾构机　切入点：刀盘驱动　出处：《上海交通大学》2014年硕士论文

【摘要】：盾构机在施工过程中是否最大限度地节约能源是目前隧道工程施工必须考虑的一个问题,而盾构机的能源消耗很大一部分来自于刀盘驱动系统,因此研究盾构机刀盘驱动系统的节能特性是解决盾构机耗能的重要手段。目前广泛使用的盾构机是土压平衡式盾构机,该种盾构机的土壤适应性强,可以适用在松软泥土、含砂泥土和泥水层。其刀盘驱动系统有三种方式:变频电机驱动方式,例如日本产的盾构机多用变频电机;开式液压系统传动方式驱动,2000年以前生产的土压平衡式盾构机大多使用这种方式;闭式液压控制系统驱动,目前德式和中国自主知识产权的盾构机采用这种方式比较多。这种方式的优点是驱动能力强,盾构机的脱困能力强,能耗低,节能效果好。盾构机工作属动态的控制过程,本论文为了分析方便,选取三种典型工作状态,即脱困状态、正常工作状态、最小阻力工作状态来做计算、仿真、试验,以研究使用闭式泵控液压马达控制系统驱动盾构机刀盘旋转的盾构机的节能特性。本论文从研究三种工作状态入手,具体计算在每个工作状态的能耗状况,再通过电气程序控制,动态控制盾构机的能量转化和输出,从而分析闭式液压控制系统如何能在电能转化液压能,再从液压能转化机械能过程中如何控制能量损失,进而达到盾构机刀盘驱动液压控制系统的节能目的。
[Abstract]:Whether to save energy to the maximum extent in the construction process of shield machine is a problem that must be considered in tunnel construction at present, and the energy consumption of shield machine comes from the drive system of cutter head. Therefore, it is an important method to study the energy saving characteristics of the cutter drive system of shield machine. At present, the shield machine is widely used in earth pressure balance shield machine, which has strong soil adaptability and can be used in soft soil. Sand soil and muddy layer. There are three ways to drive the cutter head: frequency conversion motor drive mode, for example, the shield machine made in Japan, multi-frequency conversion motor; Open hydraulic system drive, which is mostly used in earth-pressure balance shield machine produced before 2000; closed hydraulic control system drive, At present, the shield machines with German and Chinese independent intellectual property rights adopt more of this method. The advantages of this method are strong driving ability, strong ability to extricate themselves from difficulties, low energy consumption and good energy-saving effect. The operation of shield machine is a dynamic control process. For the convenience of analysis, this paper selects three typical working states, that is, the state of getting out of difficulty, the normal working state, and the working state of minimum resistance to do the calculation, simulation and experiment. In order to study the energy saving characteristics of shield machine which is driven by closed pump controlled hydraulic motor control system, the energy consumption in each working state is calculated by studying three working states. Then through the electrical program control, dynamic control shield machine energy conversion and output, so as to analyze how the closed hydraulic control system can convert electrical energy into hydraulic energy, and then from the hydraulic energy to mechanical energy process how to control energy loss, Thus, the energy saving purpose of the hydraulic control system driven by the cutter head of shield machine is achieved.
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U455.39

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本文编号：1676769