盾构机推进液压系统设计与建模仿真分析(I)

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1、分类号：THl37UDC：62l密级：编号：工程硕士学位论文盾构机推进液压系统设计与建模仿真分析硕士研究生：张俊辉指导教师：谢群教授学科、专业：机械工程沈阳理工大学2014年3月分类号：THl37UDC：621工程硕士学位论文密级：编号：盾构机推进液压系统设计与建模仿真分析硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：张俊辉谢群教授工程硕士机械工程机械工程学院2013年12月15日2014年03月08日沈阳理工大学ClassificationIndex：TH137U．D．C：621AThesisf

2、ortheMasterDegreeofScienceinEngineeringDesignandModelingSimulationAnalysisofThrustHydraulicSystemForShieldTunnelingMachineCandidate：ZhangJunhuiSupervisor：Prof．XieQunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceinEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringDateofSubmission：December，

3、2013DateofExamination：March，2014University：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。除文中己注明引用的内容外，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)：扣，『受样日期：pc忤；月亿Et学位论文版权使

4、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：专∥，}爱坪指导教师签名泐日期：2口f埽平；矗乜。日期i加}争．彦-11，沈阳理工大学硕士学位论文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

5、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

6、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

7、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沈阳理工大学硕士学位论文AbstractShieldtunnelingmachineisasetofmechanical，electrical，hydraulic，control，informationtechnologyandotherdiscipliesintoonelargetunnelboringequipment，widelyusedinrailway,hi

8、ghway,municipal，hydropowertunnelproject．Theisoneofthecriticalsystems