依托15.03 m超大直径泥水盾构机管片拼装的需求,结合汕头海湾隧道管片及密封挤压力的参数,分析回转直径为9.2 m的超大惯量管片拼装机负载分布与变化情况.根据分析结果优化了拼装机伸缩机构的结构尺寸,有效降低了伸缩机构的最大摩擦力;针对拼装机超大惯量变负载工况速度稳定控制的难点,设计管片拼装机回转液压系统,通过AMESim仿真分析变负载工况对系统的响应性能和速度稳定性的影响.研究结果表明,伸缩机构伸缩油缸的侧向摩擦阻力与导向套长度负相关;设计的液压系统不仅能够实现较大范围的调速要求,而且速度控制稳定可靠,能够有效降低负载交变对回转速度稳定性的影响.

为满足盾构管片姿态微调需要,提高拼装精度及效率,提出基于3-SPS/1-S张拉整体并联机构设计管片拼装微调机构。给出总体方案及构型分析,机构仅有3个转角自由度,可实现管片横摇、俯仰及偏转动作。重点研究机构位置反解、正解及工作空间。运用RPY法推导旋转矩阵,得到位置反解表达式;给出位置正解的变步长搜索求解法;基于工作空间约束方程,分析体积求解方法。数值验证结果表明(1)位置反解易求且具有唯一性;(2)位置正解不唯一,共有29组解值;(3)给定球铰最大转动值为35°,工作空间体积为0.768rad3。该机构可满足管片姿态微调要求,具有一定指导意义。

针对盾构机管片拼装机回转动作由传统形式泵控和液动换向阀组合控制出现的微动调节不够精准问题,基于液压仿真软件AMESim搭建拼装机回转液压系统模型,通过设定实际工况参数,分别对液动换向阀和比例换向阀控制的回转液压系统进行模拟仿真分析。结果表明,通过比例换向阀控制回路的微动调速性能优于液动换向阀控制回路的微动调速性能,比例换向阀控制回路在盾构机管片拼装机回转系统中具有推广意义。

盾构是一种专用于地下隧道开挖的技术密集型重大工程装备,管片拼装机是盾构的重要组成部分,它主要负责将管片安装到刚开挖好的隧道表面,形成衬砌,使隧道一次成型.要实现对管片拼装的准确定位,就必须采用电液比例控制技术.对实现管片拼装的6个自由度运动及一个抓持运动的液压控制系统进行了详细分析,包括管片拼装机纵向,径向及周向液压控制系统以及姿态液压控制系统和抓持液压控制系统,同时对液压控制系统的关键元器件液压泵和电液比例多路阀的选型进行了分析.现场管片拼装测试表明该液压控制系统是合理可靠的,能完成管片的拼装工作.同时该液压控制系统设计时综合考虑了整个管片拼装的运动过程,不但能实现完全自动控制,而且能准确定位,可为不同类型盾构管片拼装的液压驱动控制提供参考.展开

隧道管片拼装机作为土压平衡盾构机施工的关键部件,其性能关系到管片的拼装效率。在地铁施工过程中,管片机在旋转过程中出现抖动现象,影响管片拼装的质量和施工进度。主要对管片拼装机液压马达旋转平衡块的设计和改进进行详细研究,以及液压半桥在平衡阀先导控制中的应用。通过理论分析解决施工过程中管片机的抖动现象,以达到理想的响应速度和运行平稳性。

依托国内超大直径隧道工程盾构需求的背景,对超大直径盾构管片拼装机的运动姿态和原理进行分析,设计了一种超大直径盾构管片拼装机液压系统和电控系统,对今后超大直径盾构管片拼装机的设计制造具有一定的指导意义。

阐述了拼装机液压系统的原理，利用AMEsim软件对盾构机管片拼装机系统中的周向回转液压系统进行建模和仿真，分析了其液压控制系统的动态特性，分析了系统流量与管片质量对拼装系统的影响，为评价拼装机液压系统优劣以及系统优化提供参考。

以管片拼装机液压马达回转系统为背景,对比例阀控液压马达系统进行数学建模,并利用S im u lin k 仿真软件对比例阀控液压马达回路进行P I D 控制的动态特性研究,以对管片拼装机比例阀控液压马达系统进行优化分析.仿真结果表明：当Kp= 2 0、K1 = 0. 01、KD = 0. 0 1 时,管片拼装机回转系统动态响应速度快,控制精度高,超调量小,能够满足管片拼装机功能要求,同时为管片拼装机比例阀控马达系统的优化提供理论依据.

论述了土压平衡盾构管片拼装机液压传动控制系统的重要性和国外先进的成套技术.结合典型的系统回路,详细介绍了系统的工作特点、关键比例元件及系统成套路线.作者强调:认真研究国外先进的技术产品,合理选择适宜的电液比例控制元件,是提高系统设计质量、完善系统功能、提高系统可靠性的基础.

盾构是一种专用于地下隧道开挖的技术密集型重大工程装备，管片拼装机是盾构的重要组成部分，它主要负责将管片安装到刚开挖好的隧道表面，形成衬砌，使隧道一次成型。要实现对管片拼装的准确定位，就必须采用电液比例控制技术。对实现管片拼装的6个自由度运动及一个抓持运动的液压控制系统进行了详细分析，包括管片拼装机纵向、径向及周向液压控制系统以及姿态液压控制系统和抓持液压控制系统，同时对液压控制系统的关键元器件液压泵和电液比例多路阀的选型进行了分析。现场管片拼装测试表明该液压控制系统是合理可靠的，能完成管片的拼装工作。同时该液压控制系统设计时综合考虑了整个管片拼装的运动过程，不但能实现完全自动控制，而且能准确定位，可为不同类型盾构管片拼装的液压驱动控制提供参考。