复合地层顶管机液压驱动技术研究及应用

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1、学校代码１０４５９学号或申请号Ｚ２０１４２０３９４＿密级０－－专业硕士学位论文复合地层顶管机液压驱动技术研究及应用作者姓名：李光朋导师姓名：李延民副教授专业学位名称：工程硕士培养院系：机械工程学院完成时间：２０１８年０月１AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityForthedegreeofMasterResearchandapplicationonhydraulicdrivetechnologyofpipejackingmachineinmixgroundByGuangpengLiSupervis

2、or:AssociateProf.YanminLiMechanicalEngineeringSchoolofMechanicalEngineeringOctober2018学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宂所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：曰期年■月曰／；（学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文相关的职务作品，知

3、识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和、使用学位论文的规定电子版，允许论文被查阅和借阅郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关；本人授权数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离一校后发表，、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时第署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：Ａｍ曰期：年Ｍ曰１摘要摘要随着人口的增长，经济的飞跃发展，人们对地下空间的利用也越来越多，排污管道、煤气管道、石油管道、热力管

4、道、通信电缆等综合管道一般都是直埋地下且错综复杂，而早期老旧管线由于缺乏统一规划，且许多管线已严重老化，已无法满足城市发展与城镇化建设的需要。为此国家出台了一系列的政策来治理地下综合管廊，不仅是对地下管线的改造，还包括地下车库、商场等建设。在市政建设工程中，顶管机成为了一种不可或缺的隧道掘进设备，尤其是随着城市的发展，对共同管线的需求将更加强烈，预计在未来十年，顶管机的市场需求将十分强烈，广泛用于地下穿越河流、道路、建筑等具有条件限制的管道工程建设中，具有良好的市场前景。目前国内市场上顶管掘进机只适应粉土、砂土、黏土、淤泥等富水的软土地层，而在软岩和硬岩交替出现的复合地

5、层应用案例比较少，而且常规顶管机电机驱动刀盘的形式在这种复合地层条件下工作，经常会出现超转矩、卡刀盘等掘不动的情况，需要寻求一种能适应复合地层的刀盘驱动形式来代替电机驱动形式。为解决以上问题，借鉴和分析研究在硬岩中掘进的TBM以及盾构的刀盘驱动形式，专门设计了一套刀盘中心驱动变量马达-变量泵闭式液压系统，采用液压驱动刀盘能更适应硬岩以及复合地层下掘进，而且根据地质情况设计了脱困、低速和高速三种工作模式，增大了顶管机对岩层的施工范围，经过理论计算，耦合匹配变量马达-变量泵的相关参数，并通过AMESim仿真软件对整个液压系统进行模拟仿真，针对系统中的薄弱环节对相关的参数进行

6、优化，以更好的适应工况。经过现场实际应用的情况证明用闭式液压系统驱动方式代替电机驱动方式完全满足复合地层的掘进要求。关键词：闭式液压系统；顶管机；复合地层；刀盘；中心驱动；IAbstractAbstractWiththegrowthofpopulationandtherapiddevelopmentofeconomy,people'suseofundergroundspacemoreandmore,Thecomprehensivepipelinessuchassewage,gas,petroleum,thermalandcommunicationcablesareusu

7、allyburieddirectlyundergroundandintricate.However,theearlyoldpipesduetothelackofunifiedplanning,andmanypipelineshavebeenseriouslyaging,theyhavebeenunabletomeettheneedsoftheconstructionofcityandurbandevelopment.Forthisreason,thecountryhasissuedaseriesofpoliciestocontrolthe