Please wait a minute...
浙江大学学报(工学版)
J4  2013, Vol. 47 Issue (8): 1444-1449    DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2013.08.018
机械工程     
盾构推进液压系统载荷顺应性指标和评价方法
施虎1,2, 杨华勇1, 龚国芳1, 侯典清1
1. 浙江大学 流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州 310027； 2. 西安交通大学 机械工程学院,陕西 西安 710049
Definition and evaluation method for compliance of thrust hydraulic system for shield tunneling machine
SHI Hu, YANG Hua-yong, GONG Guo-fang, HOU Dian-qing
1. State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China; 2. School of Mechanical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
 全文: PDF 
摘要：

针对盾构在极端地质环境中掘进时推进液压系统易遭受突变载荷的工程问题,提出盾构推进液压系统突变载荷顺应性的定义及其评价指标.描述推进液压系统突变载荷顺应机理,分析油液体积弹性模量、压力阀、管道及蓄能器4个关键因素对系统顺应性的影响规律.基于顺应指标形成面向特定地质环境的推进液压系统载荷顺应性评价方法,定量评价2类现有典型推进液压系统在给定地质条件下的突变载荷顺应性.结果表明,比例调速阀系统较比例减压阀系统具有更好的突变载荷顺应效果,可将顺应性从1.08提高至1.27.顺应性指标及其评价方法为基于顺应性的推进液压系统设计提供理论依据.
关键词：  ;  盾构;  推进液压系统;  顺应性;  评价指标    
Abstract:

The thrust hydraulic system is likely to suffer from an impact load when the shield tunneling machine is excavating through the unexpected geological stratum. In order to solve this problem, the compliance of a thrust hydraulic system and related evaluating values were proposed. The compliance process of the thrust hydraulic system to sudden load was illustrated. Four influential factors of the system compliance were investigated, including fluid bulk modulus, pressure valve parameters, pipeline length and accumulator volume. The evaluation method of the thrust hydraulic system operating under the specified geological condition was proposed based upon compliance index. A case study was carried out by evaluating the compliance of two typical types of existing thrust hydraulic systems under a given geological condition quantitively. Results showed that the compliance of the system with flow control valve is better than that with pressure reduced valve, and the compliance index is improved from 1.08 to 1.27. The compliance and its evaluation method will be helpful to design a compliance based thrust hydraulic system for shield tunneling machine.
Key words: shield tunneling machine    thrust hydraulic system    compliance    evaluation
出版日期: 2013-09-05
:  TH 137  
基金资助:

国家“973”重点基础研究发展规划资助项目（2007CB714004）；国家“863”高技术研究发展计划资助项目（2012AA041803）；浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室开放基金资助项目（GZKF-201210）.
通讯作者: 龚国芳,男,教授.     E-mail: gfgong@zju.edu.cn
作者简介: 施虎（1984—）,男,博士,从事电液控制技术研究.E-mail: tigershi@zju.edu.cn
服务　　
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章　　

引用本文:

施虎, 杨华勇, 龚国芳, 侯典清. 盾构推进液压系统载荷顺应性指标和评价方法[J]. J4, 2013, 47(8): 1444-1449.

SHI Hu, YANG Hua-yong, GONG Guo-fang, HOU Dian-qing. Definition and evaluation method for compliance of thrust hydraulic system for shield tunneling machine. J4, 2013, 47(8): 1444-1449.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/xueshu/eng/CN/10.3785/j.issn.1008-973X.2013.08.018    或    http://www.zjujournals.com/xueshu/eng/CN/Y2013/V47/I8/1444

［1］ 胡国良,龚国芳,杨华勇,等.盾构掘进机模拟试验台液压系统集成及实验分析［J］.农业机械学报, 2005, 36(12): 10105.

HU Guo-liang, GONG Guo-fang, YANG Hua-yong, et al. Hydraulic system integration and experimental analysis of shield tunneling machine for simulator test rig ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2005, 36(12): 10105.

［2］ 刘国斌,龚国芳,周如林,等.盾构掘进机液压系统参数匹配特性［J］.浙江大学学报:工学版, 2011, 45(10): 1809-1814.

LIU Guo-bin, GONG Guo-fang, ZHOU Ru-lin, et al. Parameters accouplement of hydraulic system of earth pressure balance shield machine ［J］. Journal of Zhejiang University: Engineering Science, 2011, 45(10): 1809-1814.

［3］ 施虎,龚国芳,杨华勇,等.盾构掘进机推进力计算模型.浙江大学学报: 工学版, 2011, 45(1): 126-131.

SHI Hu, GONG Guo-fang, YANG Hua-yong, et al. Determination of thrust force for shield tunneling machine ［J］. Journal of Zhejiang University: Engineering Science, 2011, 45(1): 126131.
［4］ 杨文玉,孟富明.锻造操作机顺应性能评价与优化方法［J］.机械工程学报,2010, 46(23)：121-128.

YANG Wen-yu, MENG Fu-ming. Evaluating and optimization method of forging manipulator compliance ［J］. Journal of Mechanical Engineering, 2010, 46(23): 121-128.

［5］ LOREDANA Z, BRUNO S, CECILIAE L, et al. An experimental study on compliance control for a redundant personal robot arm ［J］. Robotics and Autonomous Systems. 2003, 44(2): 101-129.

［6］ 施虎.盾构掘进系统电液控制技术及其模拟试验研究［D］.杭州：浙江大学,2012.

SHI Hu. Investigation into electrohydraulic control systems for shield tunneling machine and simulated experiment method ［D］. Hangzhou: Zhejiang University, 2012.

［7］ 冯斌,龚国芳,杨华勇.液压油弹性模量提高方法与试验［J］. 农业机械学报, 2010, 41(3): 219-222.

FENG Bin, GONG Guo-fang, YANG Hua-yong. Method and experiment for increasing effective fluid bulk modulus in hydraulic systems ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2010, 41(3): 219-222.

［8］ 刘伟,杨华勇,徐兵,等.高压断路器液压操动机构管道特性研究［J］.农业机械学报,2010,41(1): 182-187.

LIU Wei, YANG Hua-yong, XU Bing, et al. Pipe characteristics of high voltage circuit breaker with hydraulic operating mechanism ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2010, 41(1): 182-187.

［9］ 沈海阔,智少丹,金波.基于能量调节的电液变频速度控制系统［J］.农业机械学报,2012, 43(4)：197-201.

SHEN Hai-kuo, ZHI Shao-dan, JIN Bo. Variable frequency electro-hydraulic velocity control system based on energy regulation strategy ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2012, 43(4): 187-201.

［10］ 胡国良.盾构模拟试验平台电液控制系统关键技术研究［D］.杭州：浙江大学,2006

HU Guo-liang. Research into electro-hydraulic control system for a simulator test rig of shield tunneling machine ［D］. Hanghou: Zhejiang University, 2006.

［11］ 庄欠伟.土压平衡式盾构电液控制系统集成技术及其应用［D］.杭州：浙江大学,2005.

ZHUANG Qian-wei. Integration technology and application of electro-hydraulic control system for earth pressure balanced shield ［D］. Hangzhou: Zhejiang University, 2005.
[1] 杨春山, 魏立新, 莫海鸿, 何则干. 考虑衬砌变形与接头特征的盾构隧道纵向刚度[J]. 浙江大学学报(工学版), 2018, 52(2): 358-366.
[2] 张雪辉, 陈吉祥, 白云, 陈昂, 黄德中. 类矩形土压平衡盾构施工引起的地表变形[J]. 浙江大学学报(工学版), 2018, 52(2): 317-324.
[3] 张俊红, 张玉声, 王健, 徐喆轩, 胡欢, 赵永欢. 考虑热机耦合的排气歧管多目标优化设计[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(6): 1153-1162.
[4] 任迪, 万健, 殷昱煜, 周丽, 高敏. 基于贝叶斯分类的Web服务质量预测方法研究[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(6): 1242-1251.
[5] 宋瑞祥, 张庆国, 于海敬, 徐丽, 施悯悯. 遥感数据的城市不透水面估算及增温效应[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(5): 1051-1056.
[6] 李静, 王哲. 似平面应力条件下混凝土的变形特性[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(4): 745-751.
[7] 蒋鑫龙, 陈益强, 刘军发, 忽丽莎, 沈建飞. 面向自闭症患者社交距离认知的可穿戴系统[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(4): 637-647.
[8] 李明, 刘扬, 唐雪松. 疲劳裂纹的跨尺度分析[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(3): 524-531.
[9] 张捷, 肖新标, 王瑞乾, 金学松. 高速列车铝型材声振特性测试及等效建模[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(3): 545-553.
[10] 李晓东, 祝跃飞, 刘胜利, 肖睿卿. 基于权限的Android应用程序安全审计方法[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(3): 590-597.
[11] 苏星, 王慧泉, 金仲和. 实时高可靠综合电子系统的逻辑架构设计[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(3): 628-636.
[12] 孙伟, 杜家楠, 王林涛, 马宏辉. 盾构管片拼装机电液系统高速-低冲击控制方法[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(10): 1948-1958.
[13] 潜龙昊, 胡士强, 杨永胜. 多节双八面体变几何桁架臂逆运动学解析算法[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(1): 75-81.
[14] 张伟, 胡友德, 郑立荣. 基于频率可调驻波振荡器的芯片时钟系统设计[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(1): 168-176.
[15] 谢罗峰, 徐慧宁, 黄沁元, 赵越, 殷国富. 应用双树复小波包和NCA-LSSVM检测磁瓦内部缺陷[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(1): 184-191.