盾构电液控制系统的载荷顺应性理论初探.pdf

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1、HvdraulicsPneumatics&Seals／No．4．2012盾构电液控制系统的载荷顺应性理论初探冯欢欢1,2，陈馈，李凤远(1．盾构及掘进技术国家重点实验室，河南郑州450003；2．西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：该文分析了能适应刀盘切屑阻力变化、盾构推进阻力变化及密封舱压力变化的刀盘驱动自适应系统、盾构推进自适应系统及螺旋输送自适应系统。在保证土压平衡的基础上，以实现盾构施工过程中节能高效为目的，阐述了盾构各子系统的掘进参数与掘进负载的协调控制方法，初步建立了盾构电液控制系统的载荷顺应性理论，为盾构设计与施工提供一定的理论指导。关键词：盾构；电液控制系统

2、；载荷顺应性；自适应中图分类号：TH137．9文献标识码：A文章编号：1008—0813(2012)04—0001-03PrimaryDiscussionontheLoading——adaptabilityTheoryofShieldElectro——hydraulicControlSystemFENGHuan—huan1,2，CHENKuiI,LIFeng-yuan。(1．StateKeyLaboratoryofShieldMachineandBoringTechnology，Zhengzhou450003，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，So

3、uthwestofJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Thispaperanalysestheadaptivesystemofcutter-headdriving，shielddrivingandscrewconveying，whichcanadaptthechangeofcutter—headchipping—resistance，shieldpropellingresistanceorhermeticcontainerpressure．Fortheenergy-eficientduringshieldconstruction，i

4、texpoundsacooperativecontrolmethodofshieldsubsystemboringparametersandboringloads，onthebasisofearthpressurebalance．Thengetstheprimaryloading—adaptabilitytheoryofshieldelectro-hydrauliccontrolsystem，providingshielddesignandconstructionwithcertaintheoreticalguidance．Keywords：shield；electro-hydraulicc

5、ontrolsystem；loading—adaptability；adaptionO引言压系统的驱动功率发生变化；推进负载的变化，会引起盾构掘进速度变化；刀盘端面土压力的变化，则要求螺盾构掘进过程中的负载是实时变化的．难以用一旋输送系统的转速随之变化，才能维持密封舱土压平个精确的数学模型进行描述。掘进负载的不断变化，对衡。负载与刀盘驱动、推进系统及螺旋输送系统的控制盾构的正常工作会产生较大的影响．如刀盘切屑阻力参数间的变化关系如下图1所示。如何通过电液控制变化、盾构推进阻力变化、密封舱压力平衡状态失稳系统的优化设计来改变盾构各子系统的控制参数以适等。盾构掘进负载与掘进参数的不协调．将对盾构

6、周围应外负载的变化，便是本文的研究重点。土体造成不同程度的扰动，土体应力也会发生较大变化，进而引起地表的变形，结果轻则降低工程质量、延缓工程进度，重则引起施工安全事故。如何通过设定盾构施工参数，在保证开挖面稳定的同时，减小对地层的扰动，并且使得盾构掘进过程中能耗最低，效率最高，图l外负载与子系统控制参数关系框图这些都是盾构设计与施工中的重要课题。1刀盘驱动自适应系统刀盘驱动系统的外部负载变化，要求刀盘驱动液盾构刀盘驱动液压系统在盾构掘进过程中．由于地质构造复杂．因此刀盘负载多变且具有很强的非线基金项目：国家973计划课题(2012CB7243081性，这就要求刀盘驱动液压系统能根据地质状况不

7、断收稿日期：2011-12—26地在线调整自身参数，以提高盾构的地层适应性。作者简介：冯欢欢(1987一)，男，湖北随州人，硕士，现从事盾构及掘进液李喜莲ll1提出了一种基于地层识别的刀盘功率自压技术研究。液压气动与密封／2012年第4期适应控制方法，功率自适应控制原理框图如下图2所应迅速，超调量小，及良好的自整定能力，对于盾构推示。该方法以不同地层中的试验数据为依据，通过统计进速度这种非线性过程，控制效果比