双护盾TBM主推进系统的研究

发布时间：2019-10-29 01:35

【摘要】：全断面隧道掘进机是一种集机械、电气、液压、测量、控制等多学科于一体的，专用于地下隧道工程的超大型隧道施工设备。但是目前几乎依赖进口，如果大部分采用国产掘进机，将节省大量外汇，同时对振兴我国的掘进机制造业，发展具有自主知识产权的TBM，，打破长期依赖进口的局面具有重要意义。 本文以秦皇岛天业通联生产的通用紧凑型双护盾TBM(DSU compact TBM）为研究对象，主要对进行了如下研究工作： (1)对双护盾TBM主体机械结构进行了学习研究；并对掘进机的掘进工况和应对恶劣地质状况的特殊处理方法进行了研究，为以后进行设计、现场调试和掘进提供了指导和借鉴。 (2)对主推进系统进行动力需求计算，并对主推进液压缸进行了设计和分区研究。为方便计算等进行，对每一分区液压缸进行了模型简化，对刀盘承受的不平衡扭矩进行了计算并提出了克服扭矩平衡方法。 (3)对主推进系统进行了动力学分析，推导出刀盘运动和主推进液压缸运动方程。 (4)对主推进液压系统进行了设计、计算和选型等工作，通过采用电液比例技术、多级压力流量功率变量泵控制技术和插装阀等技术，满足了设计要求。 (5)基于AMESim仿真软件，对主推进液压系统分别进行了开环和闭环控制仿真研究。通过进行仿真发现，在开环情况下，压力和流量均出现较大震荡，超调量较大，响应速度慢，系统鲁棒性较差。在闭环PID控制下，系统性能明显改善，响应速度较快，超调量较小，同时提高了系统的鲁棒性。 (6)针对主推进液压系统实验中出现的故障进行了故障诊断和分析，并对主推进液压系统进行了改进设计和并进行了实验。实验证明，改进后的主推进液压系统能够满足设计要求。
【图文】：

图 1-1 开敞式 TBM护盾 TBM(图 1-2)原理类似于盾构机，但切削刀具明显不同。单护盾用管片作支撑，与双护盾 TBM 相比，掘进与安装管片不能同时进行较低，它常用于劣质地层。图 1-2 单护盾 TBM护盾 TBM(图 1-3)也称为伸缩护盾式 TBM，在主推进油缸区域装备有

2图 1-2 单护盾 TBM护盾 TBM(图 1-3)也称为伸缩护盾式 TBM，在主推进油缸区域装备有别为外伸缩盾和内伸缩盾，使其既具有防止开挖面坍塌，又能曲线开式伸缩而并进作业的功能。双护盾 TBM 按照硬岩掘进机配上一个盾构计，既可以用于硬岩，又可用于软岩，其地质适应性非常广泛，尤其断层破碎地带。护盾 TBM 具有全圆形内外伸缩护盾，这是双护盾 TBM 与开敞式 TB护盾 TBM 在地质状况良好时可以掘进过程与安装管片同时进行，伸缩护盾 TBM 的独有的结构特点，且是实现软硬岩作业转换的关键。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U455.31

【参考文献】

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1 殷耀章;;一种新型通用的双护盾岩石掘进机(DS-TBM)[J];工程机械;2007年02期

2 施虎;龚国芳;杨华勇;苏健行;;隧道盾构掘进机推进系统设计[J];工程机械;2008年07期

3 王宝友;;TB880E型全断面岩石掘进机材料运输系统的改进[J];工程机械;2009年10期

4 袁航;汪太琨;;基于AMESim的比例调速阀仿真[J];航空制造技术;2011年10期

5 张成;徐莉萍;任德志;侯昆洲;;双护盾推进液压系统的设计与研究[J];机床与液压;2010年16期

6 陈立和;;浅析机械应用中的TBM与液压系统[J];吉林省教育学院学报(学科版);2011年02期

7 孔令富,张世辉,肖文辉,李成元,黄真;基于牛顿—欧拉方法的6-PUS并联机构刚体动力学模型[J];机器人;2004年05期

8 李建斌;;双护盾TBM的地质适应性及相关计算[J];隧道建设;2006年02期

9 胡均平,吴伟辉,朱桂华,罗春雷;新型高精度大通径电液比例调速阀的研究[J];机械设计与研究;2004年01期

10 张建政;刘伟;高峰;;6-PSS并联机器人动力学模型的牛顿—欧拉方法[J];机械设计与研究;2007年03期

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1 房猛;盾构推进机构电液控制系统的研究[D];浙江大学;2003年

2 张建;TBM施工中的通风和散热问题研究[D];武汉大学;2004年

3 李贤妮;盾构掘进试验系统的研制[D];北京交通大学;2007年

4 周赛群;全断面硬岩掘进机（TBM）驱动系统的研究[D];浙江大学;2008年

5 刘峰;盾构掘进模拟试验系统及土压平衡技术研究[D];浙江大学;2010年

本文编号：2553313