TBM推進液壓系統(tǒng)的順應性研究.pdf

1、全斷面巖石掘進機（Full Face Rock Tunnel Boring Machine，簡稱TBM）是一種專門用于開挖地下隧道工程的大型、復雜施工裝備，它具有開挖速度快、施工安全性好、經濟效益高、工程質量優(yōu)、有利于環(huán)境保護和降低勞動強度等優(yōu)點。掘進機技術體現(xiàn)了計算機、新材料、自動化、信息化、系統(tǒng)科學、管理科學等的綜合和密集，反映了一個國家的綜合國力和科技水平。
　　推進液壓系統(tǒng)是TBM的關鍵子系統(tǒng)，是整個TBM施工行進的動力源

2、。然而，TBM在極端地質環(huán)境下掘進施工時，推進液壓系統(tǒng)可能會受到來自作業(yè)環(huán)境的重載荷、切削非均勻地層的變載荷，以及切削硬巖的強振動載荷，倘若這些載荷壓力直接剛性傳遞給推進液壓系統(tǒng)，不僅會破壞推進系統(tǒng)的機械結構，而且使液壓系統(tǒng)產生巨大的壓力跟流量的沖擊，輕則損耗液壓元件及其系統(tǒng)的壽命，重則整個液壓系統(tǒng)癱瘓，造成一定程度的安全事故。因此，在突變載荷工況下研究推進液壓系統(tǒng)的順應性顯得尤為重要，順應性已經成為一個衡量TBM應對突變載荷能力的重要

3、指標。
　　而本文在研究影響TBM推進液壓系統(tǒng)順應性因素上，發(fā)現(xiàn)推進系統(tǒng)的不同液壓缸的分區(qū)設計、推進液壓系統(tǒng)控制模式及推進液壓系統(tǒng)中的液壓元件的參數(shù)等對影響TBM推進系統(tǒng)的順應性具有重大關系。因此，如何綜合影響盾構推進系統(tǒng)順應性的這些因素，并考慮到盾構推進系統(tǒng)的設計中去，對我國盾構的技術革新將是一偉大創(chuàng)舉。
　　本論文首先概述國內外TBM的發(fā)展狀況，以及其推進系統(tǒng)國內的研究現(xiàn)狀，簡要介紹本論文研究內容和研究意義；使用Soli

4、dWorks畫出推進機構簡圖，并且根據(jù)液壓缸的受力與力矩大小對推進系統(tǒng)進行分區(qū)設計，達到降低系統(tǒng)控制復雜度、提高系統(tǒng)載荷順應能力。以調研參觀蘭渝鐵路西秦嶺隧道的TBM對其進行液壓元件的計算選型，對液壓缸的剛度、柔度進行計算與校核。然后對推進液壓系統(tǒng)原理進行分析對比，采用壓力流量復合控制效果更好，再使用AMESIM液壓仿真軟件，建立負載和推進系統(tǒng)的仿真模型，對液壓系統(tǒng)采用常規(guī)PID控制和RBF神經網(wǎng)絡PID控制，分析得到的壓力流量曲線圖，