隧道盾构液压系统及相关节能技术

盾构掘进机是一种现代化的隧道掘进装备,其中的液压系统在掘进机的正常掘进中发挥主要作用.以土压平衡式盾构掘进机为例介绍盾构掘进机中推进系统、刀盘驱动、螺旋输送和管片拼装4个主要液压系统的组成结构及其工作原理,分析各部分液压系统的工作特性和工况条件.总结4种兼顾工作效率和能量利用率的液压系统节能方法,并针对各自的工作原理和应用范围,结合盾构液压系统的工作特点,指出各种节能技术在盾构液压系统中的适用范围和应用前景,为隧道盾构掘进机液压系统节能设计提供技术依据.以Φ1 800 mm盾构模拟试验台全局功率自适应刀盘驱动液压节能系统为例介绍一种节能技术的应用实例,实际掘进试验结果表明该系统具有明显的节能效果.     

盾构掘进机的发展及应用

盾构掘进机是一种用于隧道和其它地下工程施工的专用机械。在移动式盾壳内装有各种施工机械,工人在盾壳的保护之下进行隧道开挖、土碴排运、盾构推进和衬砌拼装等一系列作业,使隧道一次成洞。图1为全部采用液压操纵的全断面盾构掘进机。工作时,首先开动大刀盘,边旋转边切割土层;进入盾构内的土块卸到刮板输送机上并连续向后运输,通过胶带运输机或土车转送     

盾构掘进机推进压力控制特性分析

推进压力是盾构掘进控制中的重要参数.在分析盾构掘进机推进液压系统压力和速度复合控制原理的基础上,以推进系统分区控制中的单组推进液压缸为控制对象,建立了压力控制的数学模型.并进行了相应的动态特性分析,进一步考查了液压油液体积弹性模量、系统总泄漏以及土质特性等内部和外部不确定因素对控制性能的影响.在模拟实验台上完成了模拟地面10 m以下不同地质状况中的掘进实验.结果表明,采用比例调速阀和比例溢流阀分别构成推进速度和压力闭环控制的盾构掘进机推进系统能够克服推进过程中遇到的各种不确定因素的影响,获得较好的控制性能,能够满足不同地质条件下的掘进控制任务.     

盾构掘进姿态的PLC控制

掘进姿态控制是盾构控制系统的重要组成部分,介绍了盾构推进及姿态控制系统的工作原理,进行了盾构姿态控制系统的可编程控制器(PLC)软件设计,以工控机为上位机,以西门子S7-200可编程控制器为下位机,针对掘进姿态分组联合控制的要求设计了梯形图程序,可实现推进液压系统的运动姿态分组联合控制。     

盾构液压推进系统结构设计

以盾构掘进机为背景,阐述了其液压推进系统结构设计中的液压缸设计、分区确定和液压缸位移传感器的选取,着重分析了推进液压缸的结构布置方式。认为:盾构液压缸采用较小的直径,结构紧凑,管片对中效果好,有利于管片拼装;为了降低成本,减少控制复杂程度,液压缸采用分区控制是必要的;为了提高液压缸位移传感器的寿命,应该采用液压缸内置位移传感器;提出了推进液压缸并联安装方式,分析了其特点。     

基于姿态角控制的盾构自动推进系统设计及仿真分析

为提高盾构施工精度,减轻司机的劳动强度,设计了基于姿态角控制的盾构自动推进系统,并对其机械结构和液压系统进行了仿真。结果表明:基于姿态角控制的盾构自动推进系统使盾构能沿着预期纠偏曲线推进,姿态调整角度可控,提高了盾构施工轴线的精度,提升掘进施工质量和效率。     

超大直径泥水盾构液压推进系统及电控系统设计

依托国内超大直径隧道工程盾构需求的背景,对超大直径泥水盾构液压推进系统的工作原理进行详细分析,设计出满足工况要求的液压推进系统和电控系统。介绍超大直径泥水盾构液压推进系统中关键液压元器件参数的计算和选型过程,以及液压控制回路、电气控制系统组态的设计方法和思路。     

盾构推进液压系统的设计及试验研究

盾构是一种集机械、电气、液压、测量和控制等多学科技术于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备.推进系统是盾构的关键系统,它主要承担着盾构的顶进任务,要求完成盾构的转弯、曲线行进、姿态控制、纠偏以及同步运动等功能.采用电液比例控制技术设计了一种压力一流量复合控制的盾构推进液压系统,详细阐述了其工作原理及系统组成.在盾构模拟试验台上对推进液压系统的推进压力和推进速度的控制进行了试验研究,试验结果表明所设计的推进液压系统能实时控制推进压力和推进速度,满足盾构在不同地质条件下的工作需要.     

盾构275m小半径隧道始发施工技术

盾构275 m小半径隧道始发,难度最大的问题是隧道轴线控制。通过小半径隧道始发设计原则及难点分析,对小半径线路设计形式采用割线始发,采用了包括始发前期准备、铰接盾构、勤测勤纠、合理控制盾构推进参数等曲线隧道盾构掘进措施,以提高小半径盾构隧道施工质量。     

盾构推进系统的设计与控制分析

推进系统是盾构的重要组成部分,推力上应满足盾构掘进时克服推进阻力的要求,同时还要考虑盾构施工中的上坡、曲线施工、蛇行及纠偏等因素;系统控制上要求满足隧道掘进方向的精确控制,本文论述盾构推进系统设计与控制原理.