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1、外文翻譯文獻(xiàn)譯文:液壓系統(tǒng)的合規(guī)性和推力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的合規(guī)性和推力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用Compliance of hydraulic system and its applications in thrustsystem design of shield tunneling machineSHI Hu, GONG GuoFang, YANG HuaYong & MEI XueSongSchool of Mechanical Engineering, Xian Jiaotong University, Xian 710049, China State Key Laborato

2、ry of Fluid Power Transmission and Control, Hangzhou 310027ChinaReceived January 4, 2013; accepted April 7, 2013; published online May 16, 2013摘要液壓系統(tǒng)最重要的性能為擁有適應(yīng)外部負(fù)載突然變化的能力。 由于該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)任務(wù)有不同要求, 現(xiàn)有液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析方法無法應(yīng)用在機(jī)械系統(tǒng)上。 在本文中,液壓系統(tǒng)的合規(guī)性表達(dá)了液壓系統(tǒng)在突變負(fù)載下操作的可靠性。 因?yàn)樵诙軜?gòu)掘進(jìn)機(jī)在開挖過程中載荷可能突然發(fā)生變化, 所以要從理論中得出推進(jìn)液壓系統(tǒng)的正確應(yīng)用。通過分析基本

3、工作原理和推力液壓系統(tǒng)中常用的架構(gòu), 得出一個(gè)基于合規(guī)性的推進(jìn)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 此外,對(duì)一個(gè)隧道工程實(shí)例進(jìn)行研究, 闡述了設(shè)計(jì)過程的驗(yàn)證??傊簤合到y(tǒng)的合規(guī)性可以作為沖擊負(fù)荷的能力評(píng)價(jià),為盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)液壓推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供支持。關(guān)鍵詞: 合規(guī)性,液壓系統(tǒng),沖擊負(fù)荷,推力系統(tǒng)設(shè)計(jì),盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1 引言由于液壓系統(tǒng)擁有高耐久性, 高利用率比和快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn), 所以液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已在各種不同的應(yīng)用和行業(yè)起著非常重要的作用。 特別是重型機(jī)器在不理想或者極端的條件下操作。在工程機(jī)械中,液壓傳動(dòng)是最好和最獨(dú)特的解決方案。在工程中一個(gè)重要問題是如何確保執(zhí)行器與環(huán)境之間的良性互動(dòng), 因?yàn)楣こ讨幸簤合到y(tǒng)受沖擊載

4、荷較大是不可避免的, 在這種情況下, 液壓系統(tǒng)應(yīng)順應(yīng)其上施加的外部負(fù)載,通過一個(gè)穩(wěn)定的手段盡可能的減少這種能量的影響和穩(wěn)定所需達(dá)到的工作壓力。在正常條件下的沖擊產(chǎn)生的不良影響力量可能使一個(gè)穩(wěn)定的操作系統(tǒng)不穩(wěn)定,甚至?xí)?duì)系統(tǒng)造成巨大的損害。 過渡運(yùn)動(dòng)期間, 穩(wěn)定的影響可以從兩個(gè)觀點(diǎn)來說明 1-4 :( i)研究動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,建立閉環(huán)控制系統(tǒng)用以測(cè)試壓力和流量;( ii)提高系統(tǒng)的能量存儲(chǔ),消除液壓沖擊或載荷。然而,到現(xiàn)在為止沒有參數(shù)或變量可用于定義和評(píng)估系統(tǒng)是否好到能擁有在特定惡劣環(huán)境下工作的能力, 無論是定量或定性。 液壓系統(tǒng)的合規(guī)是處理這個(gè)問題的方法,這時(shí),就需要解決如何有效地給液壓系統(tǒng)減少

5、外部沖擊載荷帶來的危害這個(gè)問題。順應(yīng)性理論和機(jī)械系統(tǒng)的相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法已被研究人員經(jīng)常關(guān)注。 許多研究成果已應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域 5 。這些調(diào)查主要應(yīng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人和機(jī)器人,考慮了機(jī)構(gòu)的剛度或靈活性和保證運(yùn)動(dòng)服從操作環(huán)境, 進(jìn)行合規(guī)控制。 例如,插入螺栓在裝配過程中。 不幸的是,液壓系統(tǒng)中的依從性依舊很差, 因此機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析是不適用于液壓系統(tǒng)。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是建造不同地質(zhì)條件下隧道的現(xiàn)代工程機(jī)械。 推進(jìn)系統(tǒng)是機(jī)器的一個(gè)關(guān)鍵部分, 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為其提供動(dòng)力 9 。地下條件復(fù)雜, 通常不可預(yù)知,推力系統(tǒng)可能被暴露在極端的工作條件下和遇到的各種沖擊載荷, 如機(jī)器前方的巖石對(duì)機(jī)器的力。 推力系統(tǒng)的合規(guī)是一個(gè)

6、最明顯的問題, 需要解決的過程中的推力。一些研究人員已經(jīng)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的進(jìn)行新的分析和設(shè)計(jì)。 他們確定了機(jī)械系統(tǒng)的剛度和接觸面 10 等接觸剛度。這主要是機(jī)械結(jié)構(gòu)和部分負(fù)荷的傳輸特性,所以相關(guān)調(diào)查不能適用的液壓致動(dòng)器,由于其不同的動(dòng)態(tài)過程。本文的主要目的是開發(fā)一個(gè)定義, 液壓系統(tǒng)的合規(guī)性評(píng)價(jià)系統(tǒng), 并將其應(yīng)用于盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)液壓系統(tǒng)。 本文的組織如下。 第 2 節(jié)描述的定義及液壓系統(tǒng)的合規(guī)性的數(shù)學(xué)描述。 在 3 節(jié)中,液壓系統(tǒng)的合規(guī)性和盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析中發(fā)現(xiàn)的典型應(yīng)用 ?;诤弦?guī)性的推進(jìn)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一個(gè)特定的網(wǎng)站建設(shè)具有復(fù)雜的地質(zhì)層在 4 節(jié)進(jìn)行,包括與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性能比較。

7、 最后,結(jié)論在第 5 節(jié)。2.1 液壓系統(tǒng)合規(guī)性為了研究液壓系統(tǒng)的合規(guī)性, 參數(shù)是以物理參數(shù)組合的表達(dá)方式定義。 定義中確定液壓系統(tǒng)的兼容性能的因素有很多。液壓系統(tǒng)的合規(guī)是一個(gè)負(fù)載突然變化條件下的適應(yīng)能力的評(píng)價(jià)體系和負(fù)載的影響的評(píng)價(jià)體系。 它是根據(jù)劇烈變化的負(fù)荷下的總體積的變化和工作壓力對(duì)總體積和壓力的變化而給定的液壓系統(tǒng)的比例表示。如下,C 代表的合規(guī)性和無量綱,V 和一般量及其變化,分別,是正常的工作壓力,壓力變化,并遵守時(shí)間。以下應(yīng)該注意。( 1)負(fù)載突然變化意味著外部施加的力對(duì)液壓系統(tǒng)是足夠大,從而產(chǎn)生一個(gè)非常高的工作壓力, 系統(tǒng)打開安全閥。 小的壓力波動(dòng)發(fā)生在正常的操作條件下與本研究

8、無關(guān)。( 2)總體積的變化不僅包括負(fù)載的影響所導(dǎo)致的閉式液壓室的擴(kuò)張,也包括通過減壓閥在 4T 持續(xù)時(shí)間的瞬時(shí)流量的總和。換句話說,流量及其變化,本研究采用的是動(dòng)態(tài)的而不是靜態(tài)的對(duì)象。圖 1 在負(fù)載突降下合規(guī)的液壓控制系統(tǒng)該圖展示的負(fù)荷變化, 體積變化和突然的負(fù)載的關(guān)系, 如圖 1 所示。上部和下部的陰影區(qū)分別是指一般的體積和壓力的變化。 在這種方式中, 液壓系統(tǒng)的順應(yīng)性可以作為一個(gè)能量轉(zhuǎn)化和釋放過程。根據(jù)物理知識(shí),存在一個(gè)方程其中 p 是液壓系統(tǒng)的工作壓力,A 是液壓缸的活塞面積和距離,是由于活塞產(chǎn)生突然的負(fù)載。事實(shí)上,當(dāng)液壓系統(tǒng)的工作壓力高于正常值遇到突然負(fù)荷后,負(fù)載峰值開始做工作,導(dǎo)致總

9、體積的變化。因此,能源突發(fā)載荷消散??梢詮膱D 1 中 C 等于兩個(gè)孵化地區(qū)看到的比率。顯然,更大的 C 值表明依從性好的液壓系統(tǒng)。圖 1 說明了液壓系統(tǒng)的合規(guī)性相符原理水力學(xué)系統(tǒng)( 1),在突加負(fù)載在理論上,但總的體積通常是不可測(cè)的。 所以這是評(píng)價(jià)一個(gè)液壓系統(tǒng)的合規(guī)性直接由這種表達(dá)很困難。 另一方面,當(dāng)液壓系統(tǒng)工作, 我們會(huì)一如既往地專注于系統(tǒng)和環(huán)境之間的相互作用。 液壓系統(tǒng)的性能是一個(gè)宏觀, 大多認(rèn)為由外部力和工作壓力影響。為了評(píng)估該液壓系統(tǒng)符合特定的負(fù)載突然定量,另一個(gè)變量的引入。顯示外部負(fù)載的變化和工作壓力的變化之間的關(guān)系,如式所示( 3)。它清楚地表明了沖擊載荷的傳遞和減少從外部環(huán)境的

10、影響通過液壓系統(tǒng), 如圖 2 所示圖。合規(guī)性評(píng)價(jià)指標(biāo)可以被定義為是外力作用于液壓系統(tǒng)的變化,是液壓系統(tǒng)的工作壓力變化的測(cè)量,A 是有效作用面積的液壓執(zhí)行器。圖 2 沖擊載荷傳遞和減少示意圖圖 2 給出了方程組的表達(dá)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖形化( 3)。正常情況下,外力施加在液壓系統(tǒng),突然,外力變化為 2f0。由于合規(guī)沖擊載荷傳遞和減少示意圖見圖2液壓系統(tǒng)的工作壓力,通過轉(zhuǎn)換得到的等效力 1.5f0。因此,根據(jù)施加外力為 2f0 液壓系統(tǒng),變化幅度進(jìn)行比較。 顯然,合規(guī)與外部載荷密切相關(guān)。 事實(shí)上,( 1)和(3)從不同的角度描述了液壓系統(tǒng)的合規(guī)性,它們的理論相互支持。根據(jù)定義,一個(gè)更大的總體積的變化和一個(gè)

11、較小的壓力變化總是意味著更大的C和 C的值。后者是前者的一個(gè)反射方面的映射和反應(yīng)負(fù)荷的表達(dá)?;谪?fù)載突然變化 11 液壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析,我們可以得到其中 K 是一個(gè)系數(shù)的影響因素與他在下一節(jié)討論。2.2 影響因素根據(jù)式( 1),變量是確定液壓系統(tǒng)的合規(guī)性最重要的因素。因?yàn)橥瑯拥呢?fù)荷變化而進(jìn)行的體積變化,使液壓系統(tǒng)瞬間積累的能量得到釋放,實(shí)現(xiàn)更好的依從性。根據(jù)定義,我們可以得到其中 q 是在遵守時(shí)間相應(yīng)的總體積變化的總流量, QR 是總流量通過減壓閥, 是液壓流體的有效體積模量,和 QL 是其他同等流量在履約過程中,包括泄漏流體。根據(jù)式( 5),一個(gè)基本的液壓系統(tǒng),依從性的影響因素主要包括液壓油的

12、有效體積模量,減壓閥的結(jié)構(gòu)參數(shù),液壓管路,和在某些情況下的蓄能器。通過理論分析,我們可以得出以下結(jié)論 11 :1)有效體積模量確定液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度。一個(gè)更高的有效體積模量使系統(tǒng)響應(yīng)負(fù)載的變化越來越快,因此,它減少了液壓系統(tǒng)的合規(guī)性。2)一個(gè)減壓閥,一個(gè)更大的開口直徑會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較小的液壓阻力。因此,它可以容納更多的溢出量,提高液壓系統(tǒng)的合規(guī)性。3)液壓管的直徑和長度以及蓄電池的容量與封閉的操作室系統(tǒng)的量直接相關(guān)。顯然,增大體積可以受益的液壓系統(tǒng)的合規(guī)性。3 推力系統(tǒng)及其合規(guī)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行開挖, 放電,安裝和其他程序。 然后在隧道中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化施工。作為盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵部件, 推力系統(tǒng)執(zhí)行掘進(jìn)機(jī)在隧道

13、中向前的任務(wù)。 由于需要巨大的力,推力系統(tǒng)專門用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。盾構(gòu)機(jī)會(huì)遇到意想不到的地質(zhì)層,所以難免會(huì)遇到突然變化的沖擊負(fù)載。在這些惡劣條件下推進(jìn)液壓系統(tǒng)非常重要,它可以由系統(tǒng)符合描述。 當(dāng)液壓系統(tǒng)依從性差, 盾構(gòu)掘故障甚至發(fā)生事故在隧道。因此,推進(jìn)液壓系統(tǒng)性考慮如下。圖 3 推進(jìn)液壓系統(tǒng)的基本原理示意圖圖 4 液壓缸截面分布3.1 推力系統(tǒng)的基本原則由于盾構(gòu)機(jī)需要很大的前進(jìn)的動(dòng)力, 推進(jìn)系統(tǒng)的執(zhí)行器基本上是由液壓缸安裝在圓柱形屏蔽體的橫截面上, 圓周方向按組分間隔如圖 4 所示。針對(duì)其特殊的功能,推進(jìn)液壓系統(tǒng)采用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)在本質(zhì)上是閥控缸液壓系統(tǒng)的典型類型。 控制閥通常分為壓力和流量控制類型

14、。 它依賴于順序推力系統(tǒng)的兩種不同的控制模式,以滿足不同操作條件下的特殊要求。在某些情況下,復(fù)合控制策略,以達(dá)到更好的施工性能 12 是必要的。雖然推力系統(tǒng)由多組液壓缸組成,信托的監(jiān)管方式。所以他們可以被視為一個(gè)整體柱的截面積等于各一組的缸。 換句話說,無論推進(jìn)液壓系統(tǒng)是如何復(fù)雜, 其原理可簡(jiǎn)化為圖 3 中的圖表示。 因此,對(duì)閥控缸液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,可以得到如下。氣缸的流動(dòng)方程為在 QL 的氣缸內(nèi)的流動(dòng),一個(gè)有效的工作區(qū),X 氣缸的位移,該泄漏系數(shù),v 總作用量,并 有效體積模量。氣缸的動(dòng)力學(xué)方程m 是運(yùn)動(dòng)部件的總質(zhì)量,是粘性阻尼系數(shù),從外部負(fù)載力,是外部負(fù)載力,突然的沖擊載荷3.2 架構(gòu)的

15、推力系統(tǒng)雖然推進(jìn)液壓系統(tǒng)基本上是一個(gè)閥控缸系統(tǒng), 閥和氣缸在這里分別指的是閥組和氣缸組。閥門與氣缸組在推進(jìn)液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生巨大的力來克服在掘進(jìn)工作面應(yīng)用負(fù)載。推力系統(tǒng)不僅可以驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)機(jī)執(zhí)行向前的任務(wù), 而且還控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài),確保盾構(gòu)推進(jìn)沿期望路徑,從而構(gòu)建正確的隧道線。事實(shí)上,前者的功能是推力系統(tǒng)中的所有液壓缸同步伸縮,后者控制行動(dòng)是由許多液壓缸組 13 的協(xié)調(diào)控制來實(shí)現(xiàn)的。 一般來說,在現(xiàn)場(chǎng)的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)液壓缸分為在橫截面的圓周方向的四組,如圖 4 所示。它顯示了一個(gè)典型的推力氣缸分布的盾構(gòu)機(jī)直徑為6m??偣灿?32 缸,落在 A 組, B 組,C 組和 D 組,在現(xiàn)實(shí)中,液壓缸的總?cè)藬?shù)不是一成

16、不變的, 它是在設(shè)計(jì)階段確定的和非常依賴于特定的地質(zhì)條件。最后,裝上相應(yīng)的氣缸組成的閥門,如圖5 至 7 所示, CV 是控制閥。盾構(gòu)偏航和俯仰角可以通過 A 組與 B 組和 C 組、 D 組執(zhí)行器的協(xié)調(diào)控制。圖 5 至圖 7 顯示了典型的推進(jìn)液壓系統(tǒng)類型的結(jié)構(gòu),其中,A ,B,C,D 分別代表相應(yīng)的四組。 所有三種類型有四個(gè)控制閥組控制每一組致動(dòng)器。像其他工業(yè)液壓系統(tǒng), 他們都配備有減壓閥來管理負(fù)載突然變化的條件。此外,也有一些差異,導(dǎo)致不同的合規(guī)體系布局。I 型系統(tǒng),只有一個(gè)泄壓閥的整缸。對(duì)于每一組,沒有溢流閥。所有的執(zhí)行器的四組共享相同的救濟(jì)渠道。 相反,II 型系統(tǒng)有四個(gè)泄壓閥為執(zhí)行器

17、的每一個(gè)組。當(dāng)一組經(jīng)歷突然的負(fù)載變化時(shí), 它可以很容易地打開自己的安全閥, 與前兩者不同, III 型只有對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)減壓閥,唯一的安全閥必須滿足兩個(gè)氣缸組和液壓系統(tǒng)主回路的要求。根據(jù)依從性的影響因素, 泄壓閥和液壓管線緊密與推進(jìn)液壓系統(tǒng)的依從性相關(guān)。顯然,這三種類型的推進(jìn)液壓系統(tǒng)在上面這兩個(gè)方面的不同。例如,圖6中的系統(tǒng)具有更高的安全閥, 這肯定會(huì)有助于負(fù)載突然變化的壓力響應(yīng)。管道的布局影響依從性的表達(dá)量。圖 5液壓系統(tǒng)原理圖工具圖:I 型圖 6液壓系統(tǒng)原理圖工具圖:II 型圖 7液壓系統(tǒng)原理圖工具圖:III 型3.3 比較典型的推力系統(tǒng)為了推進(jìn)液壓系統(tǒng)符合, 進(jìn)一步調(diào)查得出的三種類型的

18、推進(jìn)液壓系統(tǒng)的依從性進(jìn)行了詳細(xì)的比較, 介紹了三種類型的盾構(gòu)機(jī)在不同的網(wǎng)站建設(shè)工作。 他們有相同的公稱直徑和推進(jìn)速度。 這些機(jī)器采用的是推進(jìn)液壓系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的類型。 三種類型的推進(jìn)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是表 1 中列出的 11 。三個(gè)系統(tǒng)的合規(guī)性可以通過公式計(jì)算( 1)。然而,它是很難定義的表達(dá)由于液壓系統(tǒng)的非線性獲取變量的解析解。由于數(shù)值模擬技術(shù),它使存在可能性。在這里,我們建立了各系統(tǒng)的模型并進(jìn)行仿真, AMESim 軟件環(huán)境獲得的每個(gè)變量的數(shù)值解。 突然的負(fù)載是由軟件中使用的碰撞模型產(chǎn)生的。 首先,液壓缸是在正常的速度和壓力的延伸。 突然,質(zhì)量與彈簧阻尼器模型的碰撞, 得出的值與標(biāo)準(zhǔn)過程進(jìn)行分析

19、,相關(guān)的參數(shù)和它們的值在文獻(xiàn) 11 。應(yīng)該指出的是,合規(guī)的過程和變量與突然的負(fù)載響應(yīng)時(shí)間不同。 我們考慮荷載作用后, 突然的負(fù)載兼容 0.1 的特征。計(jì)算結(jié)果如表 2 所示??梢钥闯?,型系統(tǒng)具有所有的型系統(tǒng)的 C 值最好的依從性是最小的。 有一個(gè)救濟(jì)在 II 型系統(tǒng)各閥組, 并在定義表達(dá)的總體積的變化是逐漸增加。推進(jìn)液壓系統(tǒng)在突變負(fù)載下的響應(yīng)特性進(jìn)行評(píng)價(jià)合規(guī)性,我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)理想的、特定的負(fù)載條件下考慮合規(guī)體系。在這一部分中, 我們將處理情況為基礎(chǔ)推力的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用。4.1 設(shè)計(jì)程序一個(gè)好的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)應(yīng)配備一個(gè)推進(jìn)液壓系統(tǒng), 適用于特定的地質(zhì)條件和相應(yīng)的外部負(fù)載。 基于合規(guī)性的推進(jìn)液壓系統(tǒng)是

20、實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)程序的流程圖如圖 8 所示。在設(shè)計(jì)之前, 我們必須得到詳細(xì)的施工場(chǎng)地的地質(zhì)信息。 然后,我們可以計(jì)算出的推力負(fù)荷和選擇最佳的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及參數(shù)。 推進(jìn)系統(tǒng)根據(jù)客戶所要求的穩(wěn)定性和其他特性的考慮。 合規(guī)的計(jì)算在負(fù)載突變非常集中的工作條件下,在正常情況下是不關(guān)心。當(dāng)系統(tǒng)參數(shù),根據(jù)具體情況確定,其關(guān)鍵影響因素,將被認(rèn)為是這樣, 我們可以得到幾組值構(gòu)建可能的液壓系統(tǒng), 并進(jìn)行計(jì)算的潛在性。一系列可選的系統(tǒng)中, 用最好的合規(guī)系統(tǒng)最終采用和驗(yàn)證, 給出了相應(yīng)的地質(zhì)條件。 事實(shí)上,液壓系統(tǒng)的待定參數(shù)值是不連續(xù)的, 并由授權(quán)機(jī)構(gòu)建立了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)必須遵循的。 因此,計(jì)算的依從性對(duì)不同系列的

21、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值組合的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。由系統(tǒng)參數(shù)與器件參數(shù)相結(jié)合, 一系列相對(duì)優(yōu)化得到的系統(tǒng)為合規(guī)。 通過這種方式,與預(yù)期符合可以得出系統(tǒng)。圖 8 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合流程圖4.2 案例研究盾構(gòu)機(jī)在極其復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境工作, 與預(yù)期符合的推進(jìn)液壓系統(tǒng)是至關(guān)重要的。如圖 9 所示,沿著隧道設(shè)計(jì)軸線,有許多不同種類的土壤和巖石覆蓋,還有豐富的地下水。 圖 9 中給出的設(shè)計(jì)程序, 我們將設(shè)計(jì)一個(gè)推進(jìn)液壓系統(tǒng)匹配在圖9 所示的地質(zhì)條件造成的負(fù)荷。為了使一個(gè)清晰的對(duì)比,對(duì)盾構(gòu)機(jī)直徑是本設(shè)計(jì)的情況下被認(rèn)為是約6 米。從圖 9 可以,盾構(gòu)機(jī)已挖掘通過六層, 從粘土花崗巖第一百環(huán)第四百環(huán)中看到。每個(gè)開挖面土體硬度不均勻,

22、此外,盾構(gòu)機(jī)穿越水位以下土層。在這種復(fù)雜條件下的隧道, 它是經(jīng)過突變負(fù)荷是必然的。 實(shí)際的負(fù)載力施加的推力系統(tǒng)描述為固體線圖 10??梢钥闯觯?fù)載變化劇烈和異常大的變化存在著第二百五十環(huán)。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果符合, 型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是最好的。 因此,我們引入了這一基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。假設(shè)推力速度為6 厘米 / 分鐘,進(jìn)行計(jì)算。液壓系統(tǒng)由16 個(gè)油缸通過 3445 模式分組。為了提高標(biāo)準(zhǔn)的性能,開裂壓力37 MPa,與一個(gè) 5升的體積累加器溢流閥設(shè)置為一組?;诮o定的地質(zhì)條件如圖10 所示。由于外部負(fù)載的情況下,進(jìn)行合規(guī)性評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算和比較。 如前所述,山負(fù)荷變化很大,最大值為 1.5 倍正常水平。相應(yīng)的方程

23、( 3),如果負(fù)載突然變化被表示為一個(gè)單位,然后再由系統(tǒng)產(chǎn)生的推力為 0.69。因此,它可以從圖 10,地質(zhì)條件為基礎(chǔ)的柔度可以寫為1 / 0.69。在突然變化的部分,外部負(fù)載的峰值下降到69%。事實(shí)上,這種推進(jìn)液壓系統(tǒng)已被應(yīng)用在大型多功能試驗(yàn)臺(tái)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)。應(yīng)當(dāng)指出的是, 通常情況下負(fù)載力變化比較平滑,除了在中間部分的突然變化。基于柔度的定義,很容易推斷,這兩個(gè)部分遵守不一樣的函數(shù)。此外,基于特定的地質(zhì)條件,合規(guī)性評(píng)價(jià)的結(jié)果也呈現(xiàn)在圖11。研究結(jié)果表明, I, II 和 III是 1 / 0.86,1 / 0.79 和 1 / 0.92(分別在負(fù)載突然變化的部分)。很顯然,地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果根據(jù)

24、式( 3),基于公式的計(jì)算結(jié)果吻合良好( 1)。圖 9 一個(gè)典型的施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)剖面圖 10 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合性評(píng)價(jià)圖 11 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合性評(píng)價(jià)5 結(jié)論在本文中,液壓系統(tǒng)的合規(guī)性的定義及其相應(yīng)在表達(dá)式中 (壓力和體積變化的液壓系統(tǒng))提出了。對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)液壓系統(tǒng), 符合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,解決遇到的問題, 在極端的工作條件下由于地質(zhì)環(huán)境惡化。 通過理論分析和典型地質(zhì)條件為基礎(chǔ)的推進(jìn)液壓系統(tǒng)的計(jì)算,可以得出如下結(jié)論。合規(guī)性提出的液壓系統(tǒng)在發(fā)生巨大的突變負(fù)載情況下是一種非常有效的評(píng)價(jià)指標(biāo),所以作為設(shè)計(jì)一個(gè)液壓推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)必須考慮的重要特征。 II 型結(jié)構(gòu)的推進(jìn)液壓系統(tǒng)比 I 型和 III

25、在同一標(biāo)準(zhǔn)的下,有更好的依從性。施工現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)典型的地質(zhì)條件評(píng)價(jià)結(jié)果表明, II 型系統(tǒng)可以減少突變負(fù)荷峰值為 79%,優(yōu)于其他推進(jìn)系統(tǒng)明顯?;诤弦?guī)性的液壓推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì), 必須滿足一個(gè)盾構(gòu)機(jī)能夠安全的穿越極端的地質(zhì)層。 按照本文提出的設(shè)計(jì)程序, 一個(gè)在特定的地質(zhì)條件下, 設(shè)計(jì)出的液壓推進(jìn)系統(tǒng)的合規(guī)性可達(dá)到約1 / 0.69。參考文獻(xiàn)1 Sekhavat P, Sepehri N, Wu Q. Impact stabilizing controller for hydraulic actuators with friction: Theory and experiments. Control

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