盾构机推进液压系统仿真分析

HEATS

　　1.前言

9 K4 N* T4 ?% N: D1 [ o/ T: g3 p+ |2 ~& m E. 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。

s5 q8 L8 F7 W$ o$ n $ c8 U2 I2 R" x$ r( _) p" l

　　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。

j9 u' ]6 m& u3 S- w4 w8 U

　　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。

9 ?6 Z/ y; @; b& W

　　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

' D- M+ d" s7 [7 V! J, k1 U7 ~/ a

　　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。

- R, N. x% s! { K% x. k : Z, b3 h f. l) g! |) \6 H8 ]