盾构机推进液压系统设计与建模仿真分析

发布时间：2017-09-18 19:16

  本文关键词：盾构机推进液压系统设计与建模仿真分析

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【摘要】：盾构机是一种集机、电、液、控制、信息等多种学科技术为一体的大型隧道掘进设备,广泛应用于铁路、公路、市政、水电等隧道工程。推进系统是盾构机的关键部件之一,承担着盾构机掘进过程中的顶进任务。对盾构机推进液压系统的研究,可以更清楚地了解系统的特点和整体性能,并为国内盾构机的设计、制造和改进提供一定的理论支持。该论文提出利用电液比例减压阀控制推进液压缸的压力和比例变量泵控制推进液压缸的速度,来实现对推进过程中的地表沉降量的控制以及盾构机姿态的调整,使其沿着正确的路线前进。并在此基础上对推进液压系统进行了建模仿真分析,实际验证证明具有良好的控制效果。 本文主要的研究内容如下： (1)综合论述了盾构机的发展历程、技术现状及其发展趋势,简要地介绍电液比例技术,并着重说明电液比例技术在盾构机上的应用。介绍了本文的主要研究方向和内容,阐述了课题研究的目的和意义。 (2)盾构机推进液压系统的设计,包括液压原理方法、控制方式的设计和系统的计算选型。在控制方案设计中采用分组联合控制技术及电液比例技术,简化了系统结构,实现了高效节能。并采用比例减压阀和比例变量泵实现对系统的推进压力和推进速度的控制。 (3)利用AMESim仿真软件建立了推进系统及负载的仿真模型,对推进系统进行了开环、PID闭环仿真,通过仿真分析得出所设计的推进液压系统具有很好的稳定性、适应性。 (4)对推进系统进行实际验证分析,利用沈阳重型集团正在调试的盾构设备,对挖掘过程进行数据采集,结果表明,系统的实际曲线与理论曲线基本一致,所设计的推进液压系统具有良好的可靠性。
【关键词】：盾构机 推进液压系统 比例减压阀 比例变量泵 AMESim
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U455.39;TH137
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目录9-12
• 第1章 绪论12-26
• 1.1 盾构机概述12-13
• 1.2 盾构机的工作原理13-14
• 1.3 盾构机的分类14-15
• 1.4 盾构机发展历史及现状15-18
• 1.4.1 国外发展概况15-16
• 1.4.2 国内发展概况16-17
• 1.4.3 国内盾构技术存在的主要问题17-18
• 1.5 液压系统发展介绍18-19
• 1.6 电液比例技术简介19-23
• 1.6.1 电液比例技术的发展概况19-20
• 1.6.2 性能特点20-21
• 1.6.3 系统的特点21
• 1.6.4 电液比例技术在盾构机上的应用21-23
• 1.7 盾构机推进系统23
• 1.7.1 功能介绍23
• 1.7.2 工作模式23
• 1.8 研究现状23-24
• 1.9 课题的研究内容和意义24-25
• 1.9.1 课题的研究内容24
• 1.9.2 课题的研究意义24-25
• 1.10 本章小结25-26
• 第2章 盾构机推进系统设计26-37
• 2.1 推进系统的液压原理图设计26-28
• 2.1.1 原理简介26
• 2.1.2 推进系统分组联合控制理论26-27
• 2.1.3 控制技术27
• 2.1.4 比例变量泵技术27-28
• 2.2 推进系统的液压原理图28-32
• 2.3 推进系统的计算选型32-34
• 2.4 液压缸的强度校核34-35
• 2.5 液压缸的推进速度校核35
• 2.6 液压缸回退速度校核35-36
• 2.7 本章小结36-37
• 第3章 基于AMESIM的推进液压系统仿真37-56
• 3.1 仿真软件AMESIM介绍37-39
• 3.1.1 AMESim的工作空间37-38
• 3.1.2 AMESim在液压系统中的应用38-39
• 3.2 推进系统模型建立39-45
• 3.2.1 比例变量泵39-42
• 3.2.2 比例减压阀42-44
• 3.2.3 液压缸的模型44-45
• 3.3 推进系统的开环仿真45-50
• 3.4 推进系统的单组闭环仿真50-53
• 3.5 推进系统的同步控制分析53-54
• 3.6 本章小结54-56
• 第4章 实际验证分析56-67
• 4.1 实际系统介绍56-59
• 4.2 实际验证分析59-65
• 4.3 本章小结65-67
• 结论67-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果72-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 傅德明;隧道盾构掘进机技术和沉管法施工回顾及其展望[J];工业技术进步;2001年05期

2 李国英;;盾构技术及其在日本的应用与发展[J];水利水电施工;1996年03期

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本文编号：877355