以四氢呋喃二醇作聚氨酯弹性体软段,TDI(甲苯二异氰酸酯)或MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)作硬段,MOCA或DBO作扩链剂,制备了聚氨酯弹性体材料;研究了一种多元醇分别与两种异氰酸酯及扩链剂配合对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明,选用四氢呋喃二醇/TDI/MOCA配合,采用模压硫化工艺制备了盾构掘进机用聚氨酯弹性体铰接大直径密封件,其产品质量及使用寿命得到实际多方验证,可顺利完成相关盾构推进作业。

针对当前国内大直径盾构掘进机需主机厂分拆运输到现场安装,导致所用的聚氨酯密封件也需现场拼接成环的现状;以及盾构掘进机工作时,聚氨酯密封件出现质量问题需现场应急更换的情况,探讨了对盾构掘进机用聚氨酯密封件现场拼接方法。通过聚氨酯密封件待拼接部位切割、打磨、清洗、固定安装进行现场常压硫化拼接,为同类型盾构掘进机用聚氨酯密封件现场拼接工艺的确定提供了参考依据。

研究了盾构掘进机主驱动丁腈橡胶密封材料配方组成、成品胶料性能及其制品成型工艺,并进行了相关成品技术试验验证。结果表明,研制胶料性能满足其技术指标要求,其制品接头强度可靠性高,外观精美,达到替代进口产品水平。

简要介绍了盾构掘进机螺旋输送机的工作原理、结构和功能;以此为基础,依据某地铁施工现场对盾构掘进机提出的技术性能要求,对其螺旋输送机液压系统进行了设计;设计方案经过实际应用验证,具有优良的实用性能,能够很好地满足这一类工程用户的要求.

针对盾构模拟试验平台的功能要求设计了液压推进系统,对液压推进系统主要参数进行了设计计算,详细分析了液压推进系统的工作原理及其控制策略,并对推进系统进行了初步仿真分析.结果表明:设计的液压推进系统是可靠的,采用比例力和位置复合控制策略能够较好地实现对推进力和位移的控制.

采用电液比例控制技术设计了盾构刀盘驱动液压系统，用小排量泵组合代替目前国际上常用的大排量泵系统，各泵及其控制系统相对独立，单个液压泵出现故障时能够实现系统重组。试验表明，该系统实现了刀盘转速的电液比例控制和系统重组，具有技术先进、性能可靠等特点。

设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统，对液压缸进行了分组控制．分组中的压力传感器和位移传感器可实时检测液压缸的推进压力和推进位移，与比例溢流阀和比例调速阀构成闭环压力控制和闭环速度控制．利用AMESim和MATLAB／Simulink仿真软件对系统进行了动态仿真分析，采用模糊PID控制策略实现了推进压力和推进速度的实时仿真控制，并在模拟试验台上进行了实验分析．仿真和实验结果表明，所设计的推进液压系统能够满足推进过程中推进压力和推进速度的要求，同时通过实时调节推进速度在35mm／min进行推土控制，能较好地控制密封仓内土压力为0．018—0.028MPa，从而实现土压平衡．

研究了一种改进的盾构掘进机刀盘驱动液压系统,通过驱动功率优化配置实现系统的节能.液压系统由2个大排量液控比例变量泵与2个小排量的电控比例变量泵组合驱动8个液控变量液压马达.液压系统采用电液比例技术进行泵的排量控制,通过包括有比例溢流阀和功率限制阀的液控回路实现了2个大排量变量泵的比例变量和恒功率控制,通过电控系统实现2个小排量泵的比例变量和恒功率控制.建立了液压系统的AMEsim仿真模型,仿真分析了液压系统的调速特性、恒功率特性及负载变化对调速特性的影响.试验研究表明,这种多泵组合调速能满足盾构的不同工况需求.

针对盾构掘进机模拟试验台的设计要求采用电液比例控制技术设计制造了盾构掘进机液压系统包括推进液压系统螺旋输送机液压系统以及刀盘驱动液压系统.最后对其进行了试验分析.试验结果表明所设计的液压系统可以满足盾构掘进机在各地层中模拟掘进的要求.通过实时调节控制推进速度、螺旋输送机转速以及刀盘转速可以控制正面土压力在设定范围内从而有效减少地表变形.

简要介绍了盾构掘进机及其发展趋势。就液压技术在盾构驱动及控制上的应用提出了可能的途径，如：变转速泵控马达、负载敏感等技术的应用，不仅在节能的同时可望解决长期困扰盾构施工的发热问题。