盾构机刀盘驱动液压系统设计与仿真分析

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1、单位代码10144分类号7说编号____________硕士学位论文题目4扁相-^t雜奶浴压研究生姓名艰政效___________________(>/义届^M杳专业）导师姓名论文完成曰期>z)士輩Q该iK，夂赛ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集

2、体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字)：日期：切1C年？月/P日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名J!旨导獅签名：日期:^)

3、U丨〇日期分类号：TH6密级：ＵＤＣ：621编

4、号：工学硕士学位论文盾构机刀盘驱动液压系统设计与仿真分析硕士研究生：蒋瑞祺指导教师：谢群教授学科、专业：机械电子工程沈阳理工大学2015年3月分类号：TH6密级：ＵＤＣ：621编号：工学硕士学位论文盾构机刀盘驱动液压系统设计与仿真分析硕士研究生：蒋瑞祺指导教师：谢群教授学位级别：工学硕士学科、专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院论文提交日期：2014年12月10日论文答辩日期：2015年3月7日学位授予单位：沈阳理工大学ClassificationIndex:TH6U.D.C:621AThesisfortheMasterDegreeof

5、EngineeringDesignandSimulationAnalysisofCutterHeadHydraulicDriveSystemforShieldTunnelMachineCandidate:JiangRuiqiSupervisor:Prof.XieQunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MechatronicEngineeringDateofSubmission:February，2014DateofExamination:March，2015Univ

6、ersity:ShenyangLigongUniversity摘要盾构机是集机械、电气、液压、测量、控制等多学科于一体的，专门用于地下隧道工程的大型机械设备。刀盘作为盾构机的核心部件，其结构复杂，需结合具体施工地质情况进行设计分析。本文对盾构机刀盘驱动液压系统进行设计，通过AMESim仿真软件对盾构机刀盘驱动液压系统进行仿真分析。这将有利于提高我国盾构机的设计制造技术水平，为以后的盾构机设计制造工作奠定基础。本文主要研究内容如下：首先，综述了盾构机的施工原理及分类，介绍了盾构机国内外发展现状和发展近况，并对几种驱动方式做了比较，最后概述了本

7、课题的研究内容以及主要进行的研究工作。其次，针对刀盘驱动液压系统的设计要求，采用变量泵—变量马达的闭式容积调速回路进行系统设计，并分析其结构组成和工作原理，根据系统主要技术参数，进行参数计算、性能验算以及液压元件的选型，最后设计了集成阀块和液压泵站。再次，对主要液压元件进行数学建模，并从变量泵—定量马达系统和定量泵—变量马达系统入手，建立变量泵—变量马达系统的数学模型，并就影响刀盘驱动液压系统的主要参数提出优化方案。最后，采用AMESim软件对系统各回路进行建模，设定工程参数，搭建刀盘驱动液压系统模型，并对系统在不同工况下进行仿真分析，得出

8、刀盘转速能随调速信号变化而变化，系统具有良好跟随性，采用AMESim和Simulink对刀盘驱动液压系统进行联合仿真，得出系统具有良好的稳定性、适应性，最后利用北方重工正在调试的设备进行实际验证。关键词：盾构机；刀盘驱动液压系统；数学模型；AMESim仿真ABSTRACTTheshieldtunnelingmachineisatypeofsophisticatedandcomplicatedengineeringequipmentwhichintegratesmanysubjectssuchasmachinery,electrics,hyd

9、raulics,measurementandcontrol,isspecificallyappliedinundergroundtunnelexcavation.Asthemos