【正文】 盾構(gòu)刀盤回轉(zhuǎn)驅(qū)動液壓系統(tǒng)建模與仿真研究摘要集機械、電氣、信息、測量、液壓與控制等多學科技術為一體的盾構(gòu)掘進機以其高效、快速、優(yōu)質(zhì)、安全等特點成為了全球范圍應用最為廣泛的大型地下隧道掘進工程裝備，其刀盤驅(qū)動系統(tǒng)具有大慣性、大功率和變負載的特點，而近來迅速發(fā)展起來的電液控制技術在繼承了原有液壓系統(tǒng)優(yōu)點的基礎上與電子技術緊密結(jié)合于一體，成為盾構(gòu)機驅(qū)動方式的發(fā)展趨勢。論文從盾構(gòu)機刀盤驅(qū)動的實際工況出發(fā)，針對盾構(gòu)掘進過程中出現(xiàn)的負載突變沖擊乃至刀盤卡死等現(xiàn)象，分析了現(xiàn)有盾構(gòu)刀盤驅(qū)動方式所存在的問題，探討了一種具有更高可靠性和節(jié)能性的盾構(gòu)刀盤驅(qū)動液壓系統(tǒng)，重點研究了系統(tǒng)的動態(tài)特性及其沖擊適應性，主文主要研究內(nèi)容如下:現(xiàn)狀。分析了盾構(gòu)刀盤的現(xiàn)有驅(qū)動方式的特點，對變頻電機驅(qū)動和液壓驅(qū)動兩種方式進行了對比。，分析了盾構(gòu)刀盤上主要刀具的切削物理現(xiàn)象以及切削力模型，論述了盾構(gòu)扭矩的構(gòu)成情況及計算方法。重點研究了盾構(gòu)刀盤在切削過程中負載沖擊和刀盤卡死產(chǎn)生的原因以及沖擊帶來的影響。通過盾構(gòu)刀具切削實驗和盾構(gòu)實際現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)相結(jié)合，驗證和分析了盾構(gòu)掘進過程中負載的隨機性和沖擊的產(chǎn)生原因。，研究了現(xiàn)有盾構(gòu)刀盤驅(qū)動液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點，針對盾構(gòu)的負載特點設計了一種基于負載變化的變量泵一變量馬達容積控制驅(qū)動回路，并采用比例閥控蓄能器來控制負載的動態(tài)沖擊。，從系統(tǒng)動態(tài)特性入手研究了刀盤在劇烈負載沖擊下液壓系統(tǒng)的各個參數(shù)對系統(tǒng)本身的影響，揭示了液壓沖擊的物理現(xiàn)象以及峰值的計算方法，在蓄能器模型的基礎上分析了其吸收壓力沖擊時的動態(tài)特性。，利用A州 [ESim圖形化仿真軟件建立了盾構(gòu)刀盤液壓驅(qū)動系統(tǒng)仿真模型，對所構(gòu)建系統(tǒng)的動態(tài)特性以及對沖擊的適應性進行了仿真研究。研究結(jié)果表明，采用比例閥控蓄能器的盾構(gòu)刀盤回轉(zhuǎn)驅(qū)動液壓系統(tǒng)可以能夠很好地吸收負載沖擊，有效避免溢流損失，并回收部分沖擊能量，具有較好的節(jié)能性多中南大學碩士學位論文摘要和可靠性。關鍵詞:盾構(gòu)掘進機。刀盤驅(qū)動液壓系統(tǒng)。AMESim仿真。負載沖擊。蓄能器中南大學碩士學位論文ABSTRACTABSTRACT Shieldtunnelingmaehineonwhiehmechanieal，eleetrieal，information，measurement，場 draulieandeontroltechniqueswereapPlied hasfeaturesofhigheffieieney， quie知ess， highqualityandsafety， whieh madeitbethemostwidelyusedeons加 etionequiPmentinunderground thefeaturesoflargeinertia， eleetro一沖 dranliecontroltechniquescloselyintegratedwitheleetronicteehnology， theactualworkingeonditions， aimingatimPaetloadandeuttetheaddeadlocking， theProblemsofexistingdrivingmodewereanalyzed，a drivingsystemwithhigherreliabilityandhigherenergyeffieieneywas Putforward， thesystem， 5dynamicPerformaneeandimPaetadaptability : .、乞riable一 frequeneydrivingmodewaseomParedwithhydrauliedrivingmode. ， thebasicProPertiesofroekand5011 werediseussed， theeuttingmeehaniealmodelandthePhysical anditseffectaswellasthereasonofeuttetheaddeadlockingweremainly collectedfromtheshieldsite， theeausesoftheload， 5randornnessand imPactwereverifiedandanalyzed. ， advantagesanddisadvantagesofexistingshieldcutterdrivehydraulic ，a volumemotorcontrolloopofvariablePumP一 variablemotorwas usedtocontrolthedynamieimPaetloads. ， themathematiealmodelofthe111知中南大學碩士學位論文ABSTRACTcutterhead，s勿 rtingatsystem dynamieeharaeteristics， theeffeetsoftheParametersofthesystemonthe 沖 draulieaeeumulator， its勿 namiceharacteristicswereanalyzed. ， thesimulation modelofcuttethead’s妙 drauliesystemwasbuiltbyuseofthesoftwareAN田 rotaryeutterdrivehydraulicsystemcanabsorbloadimPaetwell，avoid theoverflow1055effectivelyandreeoverPartoftheimPaetenergyby efficiencyandreliability. KEYWORDSshieldtunnelingmaehine，cuttethead’ 5hydrauliedrivingsystem，A側(cè)田 Simsimulation， loadimPact，aeeumulatorIV中南大學碩士學位論文目錄目錄摘要........................................................................................................................……IABSTRACT..........................................................................................................……111目錄......................................................................................................................……V第一章緒論...........................................................................................................……1............................................................................................................……1 ........................................................................……2 .............................................................................……2...........................................................................……，...……4 ............................................................................……6.....................................................……6.....................................................……7............................................................................……9 .........................................................................……9...............................................……12..................................................................................……14第二章盾構(gòu)刀盤負載特性分析及實驗研究.....................................................……巧..........................................................................................……15...............................................................................……巧...............................................................................……17..........................................................……19...................................................................……19.......................................................................……27...........................……30..................................................................……31...................................................................……31...................................................................……34......................................……36...............................................................……36...................................................……37...........................................................……38.......................................……40..................................................................................................……42第三章盾構(gòu)刀盤回轉(zhuǎn)驅(qū)動液壓系統(tǒng)設計.........................................................……44..................................................................……44...........................................................................……44...........................................................................……45..........................................................……46.......................................……46........................................