求盾构机液压系统

chuxiaoshun

最近搞毕业设计，老师让做双护盾盾构机的液压系统，主要负责管片运输的系统，哪位大哥有这方面的资料啊，小弟拜求了

zhangwei2005302

关于这方面的资料必威体育网址里有很多，仔细找就能找到，呵呵

浪子天涯007

我有，把你的QQ号后是邮箱给我！我在两台双护盾TBM上高过液压！

wylwhy

盾构机推进液压系统仿真分析(图)

　　摘 要：推进系统是盾构机的关键系统之一。本文阐述了盾构机推进液压系统的原理。利用AMESim仿真工具对该系统进行了仿真。仿真结果表明常规压力控制会引起流量的剧烈波动，常规流量控制又会引起压力波动，而压力流量复合控制方式既可以进行压力闭环控制又可是进行流量闭环控制，从而减小压力和流量的波动，达到对推进压力和推进速度的实时控制的目的。
关键词：盾构机，推进液压系统，压力流量复合控制；AMESim仿真

- r( G2 X9 L* |1. 前言
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- i' z* E8 w% `7 t, k- T　　盾构掘进机是一种用于地下隧道工程开挖的复杂机电系统，具有开控切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。具有开挖速度快、质量高、人员劳动强度小、安全性高、对地表沉降和环境影响小等优点，比之传统的钻爆法隧道施工具有明显的优势，有着良好的综合效益。
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　　推进系统承担着整个盾构机械的顶进任务，要求完成盾构掘进机的转弯、曲线行进、姿态控制、纠偏以及同步运动，使得盾构掘进机能沿着事先设定好的路线前进，是盾构机的关键系统之一。


- v% u, W9 \; |* N* p　　考虑到盾构掘进机具有大功率、变负载和动力远距离传递及控制特点，其推进系统都采用液压系统来实现动力的传递、分配及控制。
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　　本文针对盾构推进液压系统的工况要求采用AMESim 仿真工具进行了系统的相关分析研究。仿真结果对实际系统的设计具有重要意义。


2 推进液压系统原理介绍

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　　盾构机推进液压系统原理图如图 1 所示。比例溢流阀 3 调节液压缸压力，达到压力控制；比例调速阀14 来调节进入系统的流量，达到速度控制；三位四通电磁阀 12 实现推进缸的推进、后退和停止状态；插装阀 1 可以为推进油缸的快速运动时提供快速流通通道，减少液压油进入液压缸的沿程压力损失。插装 13可以实现为推进缸快速退回提供快速流通通道，减小液压油回程阻力。溢流阀 10 可以对系统起缓冲作用，当液压缸进行推进的瞬间进油口会出现瞬时的过载，这样溢流阀就会立即开启形成短路，使进、回油路自循环，过载油液得到缓冲；二位二通阀 7 通电可以对故障中液压缸进行卸载检修，减小卸载中的压力冲击。阻尼孔用来调节插装阀的开启速度，改变插装阀的静动特性和减小液压冲击，同时可防止二位二通阀 7 卸载时产生的压力冲击。阻尼孔的直径范围一般为 0.8～2.5mm。
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3.1 仿真模型


　　盾构推进时，系统的插装阀 1 处于关闭状态，三位四通阀 12 置于右位，液压油通过比例调速阀 14 和三位四通阀 12 流入液压缸无杆腔，有杆腔液压油通过三位四通阀 12 和比例溢流阀 1 流回油箱。当盾构掘进时，插装阀 1 打开，三位四通阀 12 置于左位，液压油流入液压缸有杆腔，使油缸回退。通过比例液流阀和比例调速阀来设定系统的压力和调节系统的速度。为简化分析且便于仿真的进行可以省略插装阀 1，插装阀 13 和三位四通阀 12，得到简化原理图如图 2 所示。
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3 P1 v& e0 c7 v8 N2 w2 M$ |/ D　　利用AMESim建立系统简化的仿真原理模型图如图 3 所示。液压输入取恒压输入模型PRSEC，作为执行元件的液压缸选用系统模型HJ010，管道选用系统HL000[5]。由于AMESim软件自身没有带比例调速模型阀和比例压力阀模型，故利用HCD（液压元件设计模块）建立其HCD模型如图 3 所示。
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2 R/ U2 s" w. B8 E( ]3 B　　仿真时压力达到设定 8.5Mpa 时，负载速度从 0载速度上升到 0.001mm/s，负载力设定为常数：12361N。
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3.1.1 推进压力开环控制仿真


　　流量阀的流量设定为 11.4L/min ， 压力阀为10.5Mpa，当液压缸压力达到 8.5Mpa 时负载速度从 0上升到 0.001m/s。压力阀在 100s 时调节为 10.5Mpa，200s 时调节到 9.0Mpa。 图4为调整压力时液压缸压力图和流量曲线图。其中 1＃曲线为液压缸压力变化曲线，2＃曲线为液压缸流量变化曲线。

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图4 调整压力时液压缸压力和流量曲线

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　　压力上调时，液压缸速度出现上升的较大波动，直到压力达到调压阀设定的新压力值。压力下调时，液压缸速度出现下降较大的波动直到压力达到调压阀设定的新压力值。因此，液压缸调节压力时应缓慢进行，防止缸速度变化太大。
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3 ?# H$ ^) y' n/ o2 J3 }5 h3.1.2 推进流量开环控制仿真
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& B3 t" s- k0 k) N, U7 z
" [, P! t* s1 B4 }' K- u% u' E　　流量阀的流量设定为 11.4L/min ， 压力阀为10.5Mpa，当压力达到设定值 8.5Mpa 后负载速度从 0上升到 0.001m/s。流量阀在 100s 时调节为 11.4L/min，200s 时调节到 5.7L/min。负载速度在 100s 时调节为0.0005m/s，200s 时调节为 0.001m/s。图 5 为调整流量时液压缸压力和流量曲线图。其中 1＃曲线为液压缸压力变化曲线，2＃曲线为液压缸流量变化曲线。
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　　上调流量时，液压缸速度上升波动，压力有微小变化。下调流量时，液压缸速度下降波动，压力已有微小变化。液压缸压力微小变化取决于比例溢流阀溢流量的变化。

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8 P, U! t3 k: d6 }6 B3 q. t  m　　从图 4 和图 5 的仿真结果可以看到，单纯的压力控制会引起流量波动，单纯的流量控制又会引起压力的波动，两者都不能达到很好的控制效果。

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3.2 压力流量复合闭环控制方式

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　　为了实现压力流量复合闭环控制，采用以下控制原理。分别对液压缸的压力流量信号进行采集反馈，比例压力阀作为压力流量复合控制的主要执行元件，比例流量阀实现流量大致范围的控制，提供液压缸正常推进和比例压力阀稳定溢流所必需的流量，如图 6所示。

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9 M- a1 T( e. r6 p' a. h: K　　复合控制采用内环流量闭环控制，外环压力闭环控制，为了减小流量最大波动量在压力闭环PID控制后增加一个阈值控制器，通过设定阈值就可以控制流量最大变化量。其中P为系统控制要求压力，QV为液压缸正常推进所需流量，QY为比例压力阀稳定溢流所需流量。


* g- ~( O# S" C8 N! A　　推进负载速度为斜坡输入，在30s内从0mm/min达到为60mm/min，流量阀的流量设定为QV＋QY＝20l/min，压力阀P为10Mpa，在150s时调节为9.0Mpa。分别调节阙值为1，2，3 可得推进液压缸压力曲线如图7所示，流量曲线如图8所示。
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& w0 t8 b, D. l$ F# q  c　　增加阈值可以增加压力回路控制时间，但是相应地增加了系统流量波动。减小阈值可以明显地减小了系统流量的波动，但是会增加了系统压力的控制时间。但和单纯的压力或流量控制相比较，压力和流量波动有了很大的改善，控制效果取得了明显的提高。


4 结论


& i7 e$ X! y+ t　　仿真结果表明，盾构推进工况下常规压力控制会引起流量的剧烈波动，常规流量控制又会引起系统压力的波动。而压力流量复合控制方式可以既进行压力闭环控制又进行流量闭环控制，同时通过调整阈值的大小，可以不同程度上减少压力调节引起的液压缸的速度波动。

wylwhy

设计要搞清设备的工作原理,功用,机构,动作形成,然后再考虑液压行程

wylwhy

盾构机是盾构法施工中的主要施工机械。盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法，它使用盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将盾构机吊入安装，盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。

& G8 a2 j4 O/ s& ]: N; e" t1 V+ b 用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。
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) x0 N+ O1 r7 X% D9 E 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

3 P! ]& ^& V4 _+ \+ n 盾构机施工主要由稳定开挖面、挖掘及排土、衬砌包括壁后灌浆三大要素组成。其中开挖面的稳定方法是其工作原理的主要方面，也是区别于硬岩掘进机或比硬岩掘进机复杂的主要方面。大多数硬岩岩体稳定性较好，不存在开挖面稳定问题。
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盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式，土压平衡式盾构机等不同类型。泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。
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; U/ j2 z3 i/ j8 [: R8 [2 ? 盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决，使盾构机有了很快的发展。国外主要生产厂家有日本三菱重工人川崎重工、日立造船、德国海伦克内希特(Herrenknecht AG)公司等。盾构机尤其是土压平衡式和泥水式盾构机在日本由于经济的快速发展及实际工程的需要发展很快。德国的盾构机技术也有独到之处，尤其是在地下施工过程中，保证密封的前提以及高达0.3MPa气压的情况下更换刀盘上的刀具，从而提高盾构机的一次掘进长度。德国还开发了在密封条件下，从大直径刀盘内侧常压空间内更换被磨损的刀具。

czh308365811

3# 浪子天涯007
您好
我机电一体化专业的  本科
即将毕业
1 v0 m2 d! [, {3 T签中铁19局地铁公司了
- z8 i1 x; h" S* P说我们主要搞盾构机维护的
  {9 I2 @6 ]* n; `7 ^$ o, y& T你一定听说过吧
知道维护人员的待遇吗
有没有盾构机资料或影像吗
+ ^  ?  d9 o( Q, f麻烦你发给我啊

zhuping001186

大虾~小弟也需要 盾构机推进液压系统原理图 能否也给我一个 感谢啊~ zhuping001186@126.com

askye

老大，给我也发一份啊，先谢谢你了，，，，，，
2 T8 w3 M0 p+ B# D# Rjanncv@163.com

风华037

大家好，我是一个新人，现在也需要了解一些盾构机液压系统方面的情况，如果方便的话请发一份给我好吗？714799857@qq.com。谢谢了！