2013.18
双护盾盾构辅助推进液压系统设计
详洋洋，周芸梦
（郑州华信学院，451100；河南科技大学，471003）
设计与研发
摘要：推进系统是盾构掘进机的一个关键部分，承担着整个盾构机掘进的关键性任务，其工作特性直接关系到盾构工程施工的正确性、可靠性和安全性。参考单护盾推进液压系统原理图，并根据双护盾推进液压系统特点，设计了双护盾盾构辅助推进液压系统，并分析和研究了其工作原理及特点。该系统采用推进缸分组控制技术进行盾构掘进方向控制及纠偏，在符合控制要求的前提下，可达到既控制成本，又简化结构的目的。利用SolidWorks软件对集成块进行三维实体建模、装配，并转化为二维 CAD工程图，提高了设计效率。
关键词：双护盾：盾构机：推进液压系统：压力流量复合控制中图分类号：G301文献标识码：B
Thedesignofdoubleshieldauxiliarythrusthydraulicsystem
Xu Yangyang, Zhou Yunmeng
(Zhengzhou huaxin College,451100,College of Mechanical Engineering:
Henan University of Science and Technology, 471003)
Abstract : Thrust systen is a key part of Shield tunneling machine,which carries the key tasks of shield tunneling. The working characteristics directly relate to the correctness,reliability and security of eseas single shield thrust hydraulic system and the characteristics of double Shield thrust hydraulic systen The working principle and feature of double Shield thrust hydraulic system was also analyzed. This system uses propulsion cylinder group control technology to realize the control and rectification of development direction, which can achieve the purpose of control cost and simplify structure in accord with the premise of meeting control requirement.SolidWorks software was used to build the three-dinensional entity model of integration pieces,assenble then and translate them into twodimensional CAD engineering diagran, which improves the design efficiency.
Keywords : double shield;shield machine;thrust hydraulic system:pressure flow compound control
盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械。现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬硼、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术。目前，盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。
1拟定推进液压系统原理图
盾构掘进机在实际施工过程中，由于被切削的土层土质条件比较复杂，以及施工过程中出现的许多不可预见的因素，常常导致盾体各个部分受到的土层压力不一致，使得盾构据进机的前进方向偏离设计轴线。根据实际施工条件和工作要求，该双护
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图1-1
电子测试
图1-2推进系统油源部分原理图
盾盾构辅助推进系统采用30个推进液压缸，分为A组、B组、 C组、D组和E组共五组，其具体分布见图1-1
该系统油源部分原理图见图1-2，在主油路上采用带有远程压力控制的变量泵，采用负载敏感控制技术，即使用恒压变量泵，通过压力传感器检测出负载变化信号，由负载变化信号对泵的流量作相应的调节，使其输出流量始终与各分组所需的流量相适应，从而达到节能的目的。
该系统的五个分组的控制模块完全相同，下面介绍A组控制模块的工作原理。如图1-3所示。盾构机向前推进时，二位二通电磁换向阀断电，系统压力油经比例调速阀流出，此时三位四通电磁换向阀切换到工作状态B位置，压力油推动液压缸的活塞杆向前运动。推进过程中，液压缸中的内置式位移传感器实时检测推进位移，转换成电信号反馈到比例调速阅的比例电磁铁上，控制比例调速阔中的节流口开度，从而实现推进速度的实时控制，此时系统中多余的流量可从比例溢流阀中流出。实时控制推进液压缸的推进压力及推进速度。
2
液压系统的计算和元件选型
液压缸主要参数的设计计算
2.1
该双护盾盾构辅助推进液压素统耍求的参数如下：推进缸个数30个：推进缸工作压力30MPa：推进缸行程2350mm：最大推进速度80mm/min；最大总推力35000kN。
按额定工作压力计算液压缸内径D：
+xF
D=
30×px
14x35x10*
30
=222.5mm
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