外文翻譯--盾構(gòu)機的壓力調(diào)節(jié)液壓推力系統(tǒng)的仿真分析 中文版.doc

畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯系別：機電信息系專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班級：姓名：學(xué)號：外文出處：Front.Mech.Eng.2011,6(3):377382附件：1.原文；2.譯文2013年03月盾構(gòu)機的壓力調(diào)節(jié)液壓推力系統(tǒng)的仿真分析高等教育出版社和斯普林格出版社柏林海德堡2011摘要：液壓推進系統(tǒng)在盾構(gòu)掘進機中是一個重要的系統(tǒng)。推力氣缸壓力調(diào)節(jié)推力系統(tǒng)在隧道開挖過程中有重要作用。為了研究系統(tǒng)的特點，在本文中,液壓推進系統(tǒng)被解釋說是和一個相應(yīng)的仿真模型進行優(yōu)化。壓力調(diào)節(jié)某組的缸不會影響其他組缸的運行。泵位移對壓力調(diào)節(jié)和供油流量適應(yīng)系統(tǒng)的需求有很大的影響。一個恰當(dāng)?shù)睦咏忉屃巳绾文M隧道開挖期間壓力調(diào)節(jié)工作。關(guān)鍵詞：隧道，液壓推進系統(tǒng)，壓力調(diào)節(jié),仿真1介紹盾構(gòu)機是一種用于地下隧道開挖的大型和復(fù)雜的機器。它是用于建設(shè)工程，如地下鐵路、城市管道、海底隧道等等。液壓技術(shù)是廣泛應(yīng)用于盾構(gòu)掘進機。例如,它是用于推力系統(tǒng),刀盤驅(qū)動系統(tǒng),螺旋輸送機,段安裝工等。隧道開挖工作的研究已開展。杉本和斯頓在力學(xué)分析基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個隧道開挖理論模型1,其仿真結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)吻合的較好?，斞藕土_德里格斯使用離散數(shù)值模型分析了基坑開挖過程，并對一些推力和轉(zhuǎn)矩也進行了研究3。許等人在隧道開挖研究中也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些工作參數(shù)之間的關(guān)系4，但只有少數(shù)研究已經(jīng)完成液壓系統(tǒng)。胡等人也做了一些在推力系統(tǒng)的機器上的工作。壓力和流量復(fù)合控制也被其研究5。文獻5不同的系統(tǒng)研究。推力系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)是通過使用這種調(diào)節(jié)的簡化的仿真模型和案例的研究進行了討論。2推力系統(tǒng)推力系統(tǒng)是盾構(gòu)掘進機的重要組成部分。該系統(tǒng)由動力單元(電機和液壓泵),液壓閥,液壓缸作為執(zhí)行機構(gòu)。推力液壓缸的數(shù)量通常是16或32。如果個人控制液壓缸的應(yīng)用,高數(shù)量的比例控制閥和壓力傳感器是必需的。此外,在開挖時機器操作員必須控制16或32壓力參數(shù)，個人控制是十分復(fù)雜和昂貴的。如今,推力氣缸通常分為四個或五個組,四組安排更常見。四組缸分為A組、B組、C組、D組,對應(yīng)到右區(qū)域,低區(qū)、左區(qū)和上區(qū)。四組缸的比例ABCD通常是4543,見圖1。在B組需要更多的缸來計數(shù)較低的區(qū)域的切削熱和高壓力。如果他們是在同一組，液壓油在不同缸中發(fā)揮作用都是相同的。在這種情況下,只有四個比例控制閥門是必需的,機器操作員只需要控制四個壓力參數(shù)。在隧道開挖時，液壓缸用高壓液壓油產(chǎn)生推力時推動機器前進。機器操作員可以調(diào)整液壓壓力的推力來使氣缸實現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制和機態(tài)調(diào)整。推力過程結(jié)束后,段安裝將組成一個新的環(huán)境的隧道。當(dāng)一段座落,對應(yīng)缸延伸。在段安裝中這些氣瓶發(fā)揮作用，用小力來完成段安裝過程。3液壓回路和建模推力系統(tǒng)液壓回路如圖2。該系統(tǒng)主要由一個可變位移泵1,減壓閥2、換向閥3、四減壓閥4和十六缸液壓缸7。泵的位移量正比于輸入信號。當(dāng)系統(tǒng)過載時，泄壓閥和換向閥是用來控制擴展運動或收縮運動。減壓閥是最重要的組成部分,用于調(diào)整液壓缸的壓力。當(dāng)氣缸是擴展的,高壓油從液壓泵1,然后流經(jīng)換向閥3,減壓閥4,單向閥5,開/關(guān)閥6,最后進入后室的液壓缸7?；貕河土鞒?缸的有桿腔,然后通過定向控制閥門3回油箱。當(dāng)氣缸縮回,油流經(jīng)換向閥3,然后進入液壓缸7的有桿腔。背部壓力油流出后室,然后通過開/關(guān)閥6,單向閥8,換向閥3,最后進入油箱。商業(yè)軟件AMESim作為仿真分析工具。為了簡化模型，兩組液壓缸（通常是左區(qū)和右區(qū)）被進行分析。通過使用這兩個區(qū)域，模擬盾構(gòu)機可能的轉(zhuǎn)向運動。仿真模型如圖3所示。軟件所提供的所有的液壓模型除了減壓閥的正常模式，是建立一個“超級元件”合成的常用的幾種模型。閥門提供了更多的細節(jié)不僅有工作參數(shù)，而且還有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在盾構(gòu)掘進機工作時，可變位移泵與比例位移控制泵具有相同的功能，泵的位移量與輸入信號成正比。缸負荷模型的三部分是:土壓力、摩擦,力所引起的推力運動。土壓力施加在本機的銑頭和襯里上。壓力施加到刀頭影響推力運動,壓力在襯里可以忽略。摩擦阻力對襯里的機器引起的土壓力是相當(dāng)大的,占一半以上的推力。然而,在基坑開挖過程時壓力和摩擦力幾乎保持不斷。因此,這兩種力量都被設(shè)置為常數(shù)的模型，土壓力設(shè)置輸入信號的負載模型和摩擦中設(shè)置質(zhì)量模型之間有一個線性關(guān)系，即推進速度和推力的關(guān)系,見圖44。黑星點代表實驗結(jié)果68%的開放率,白色的方形光點代表結(jié)果36%開放率，每一個實線顯示了推進速度和推力的線性關(guān)系。在廣州地鐵建設(shè)的3號線所顯示的數(shù)據(jù)很好的體現(xiàn)了這個線性關(guān)系6。一個更大的推力導(dǎo)致更高的推進速度。這是因為更大的力引起較大的刀具進給速度,在固定的時間間隔內(nèi)更多的土壤將被切斷。為了推動機器前進，這個推力應(yīng)大于土壓力施加到刀頭連同摩擦力。如果推力不是足夠大,機器將不會進步。在圖3中,有一個死區(qū)在負荷模型。在死區(qū)中，推力是不足以推動機器前進；比如像參考文獻6這種情況。雖然機器是前進的,但增加了推力將導(dǎo)致增加推進速度，這個實驗結(jié)果應(yīng)用于負荷模型。壓力調(diào)節(jié)決定隊伍的開挖所以方向機是影響壓力分布的推力缸。機器操作員可以通過調(diào)整壓力缸組控制機器的姿勢。如果相應(yīng)設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)這臺機器可能引導(dǎo)左或右,或提前沿著小角邊。通常,隧道盡頭的開挖,隧道軸線之間的差異和實際設(shè)計隧道軸線應(yīng)不超過20毫米。否則機器操作員必須重新調(diào)整機器推進軸。因此,在隧道開挖時壓力調(diào)節(jié)是非常重要的函數(shù)。4仿真仿真參數(shù)如表1所示是從南京地鐵的建設(shè)中所使用的盾構(gòu)機獲得的。左、右推力組用于仿真，十六液壓缸減少到八,63cc/啟最大位移泵應(yīng)減少到31.5cc/啟。缸的活塞直徑是300mm,桿直徑是240mm。無論是左或右推力組,每個都包含四個液壓缸,簡化為一個具有相同的工作區(qū)域與原缸組的液壓缸。因此,模擬缸的活