变转速泵控模拟盾构刀盘驱动系统研究

设计了1.8 m土压平衡(EPB)模拟试验盾构的刀盘驱动液压系统,介绍了该液压驱动系统的工作原理和控制方法,该系统采用了变转速泵控技术.通过统计分类的模式识别方法分析了1.8 m试验盾构的掘进过程,以盾构掘进的场切深指数（FPI）、扭矩切深指数（TPI）构成了掘进土层状况的特征空间,基于土层识别及刀盘驱动功率效能评价建立了盾构刀盘转速专家控制方法.建立该液压驱动系统的AMESim仿真模型,仿真研究了液压系统的效率、开环和闭环调速性能.试验研究表明,该液压系统开环调速性能稳定,但刀盘转速波动较大.     

盾构机液压系统多泵优化组合驱动技术

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.     

地下管道挖掘机刀盘调速系统

基于泄漏补偿研究了泵变频刀盘调速液压驱动系统闭环控制方案,并进行了仿真。仿真结果表明,系统在负载波动下具有稳定的刀盘转速。     

盾构刀盘驱动扭矩计算模型及实验研究

在盾构驱动系统设计时,需要研究刀盘扭矩的准确计算模型,以便预测不同土层掘进时的刀盘驱动功率.在分析影响土压平衡盾构刀盘扭矩的因素和盾构刀盘扭矩的组成的基础上,提出了模拟试验盾构刀盘驱动扭矩的计算模型,并建立了AMESim仿真模型.在模拟盾构平台上,试验研究了盾构刀盘驱动扭矩在不同土层的特性以及刀盘扭矩与刀盘开口率的关系,与仿真结果基本一致,验证了扭矩计算模型的正确性并通过修正系数改进了该模型.进一步仿真研究表明,构成土压平衡盾构刀盘扭矩的主要组分是刀盘前表面、圆周面以及刀盘背面上的摩擦力矩,刀盘开口槽的剪切力矩和土仓内的搅动力矩所占比重约为99%.     

盾构掘进土层识别及刀盘转速控制策略研究

利用模拟盾构试验平台,研究了土压平衡盾构(EPB)掘进过程的土层识别方法,在此基础上提出了刀盘驱动功率效能评价方法,盾构刀盘转速适应土层变化专家控制策略,并对盾构刀盘驱动系统节能给出了新的途径.通过统计分类的模式识别方法分析了1.8 m EPB试验盾构在模拟土箱不同土层中的掘进试验数据,划分土层的类别,并使用贴近度的计算方法得到样本所属地层的量化参数,建立了土层识别方法.研究表明,以盾构掘进的场切深指数(FPI)、扭矩切深指数(TPI)构成的掘进土层状况的特征空间,具有很好的土层识别性,能够用于刀盘转速的闭环控制.     

盾构机刀盘变频驱动控制研究

刀盘驱动系统是盾构机重要系统之一,承担着驱动刀盘旋转、切削开挖面和密封舱内土体搅拌的任务.通过对刀盘变频驱动的控制结构、控制方式以及控制过程和相关的控制连锁的介绍,为盾构机刀盘变频驱动控制选择提供参考.     

变转速纯电驱液压挖掘机能效特性研究

针对传统柴油发动机驱动的液压挖掘机,动力源能耗大,排放差的问题,提出变转速纯电驱液压挖掘机方案.建立了普通和变转速纯电驱液压挖掘机的多体动力学模型,通过模型仿真对比研究了普通和电驱液压挖掘机的能耗特性,结果表明:与普通液压挖掘机相比,电动液压挖掘机可以节约运营成本30%以上,有效地降低了挖掘机的运营成本.为了进一步提高电动液压挖掘机的节能性,针对挖掘机典型工作过程,研究了电动液压挖掘机不同"泵排量目标值"下以及不同转速范围下的能量消耗情况.仿真结果表明,"泵排量目标值"设定为0.9时,电机的转速设定为1 200~1 500r/min,耗电量最少.     

液压驱动车辆下坡刹车性能的探讨

根据液压驱动车辆反拖制动的运动特点,分析了液压泵排量对液压驱动车辆下坡制动性能的影响,提出了合理地发挥液压系统和发动机下坡反拖制动能力的原则,并进行了试验验证.结果表明:液压泵排量的大小直接影响着液压系统的制动性能和容积效率,也决定了发动机反拖制动能力的大小以及在液压系统和发动机之间的制动能量分配关系,并影响马达转速的变化.     

重载冲击激励下TBM刀盘振动特性的影响因素分析

刀盘是TBM的关键部件,刀盘的性能对TBM掘进性能影响很大。刀盘在掘进时承受的重载冲击扭矩和推力将导致剧烈振动,引起刀盘寿命下降甚至破坏以致影响掘进效率。基于ADAMS多体系统动力学仿真平台,建立了复杂因素影响下"辽西北"引水工程TBM主机系统的动力学模型,探讨了刀盘转速、刀盘拓扑形式和小齿轮速度波动与不同步等因素对刀盘振动性能的影响规律。仿真结果表明:为了减小刀盘振动,在设计TBM主机时应采取"铜钱"型拓扑形式,在控制TBM时应尽量避免驱动齿轮转速波动和不同步,在较低的刀盘转速下进行掘进。     

液压驱动车辆下坡刹车性能的探讨

根据液压驱动车辆反拖制动的运动特点，分析了液压泵排量对液压驱动车辆下坡制动性能的影响，提出了合理地发挥液压系统和发动机下坡反拖制动能力的原则。并进行了试验验证．结果表明：液压泵排量的大小直接影响着液压系统的制动性能和容积效率，也决定了发动机反拖制动能力的大小以及在液压系统和发动机之间的制动能量分配关系，并影响马达转速的变化．     

液压轮毂马达辅助驱动系统控制策略实车验证

为充分提升重型牵引车辆通过不良路面的能力,对国内某款重型牵引车在传统结构的基础上加装了前轴液压轮毂马达辅助驱动系统,并针对该混合动力系统,开发了工程化的控制策略,实现分时全驱控制. 该策略通过对两套动力系统的工作状态和驾驶意图的识别保证系统模式的平稳切换,控制液压系统适时介入与退出,在各模式下对泵排量进行合理的控制,助力模式下实现轮速良好跟随. 采用该控制策略的实车试验结果表明:驾驶员操作意图识别准确,模式切换和换挡平顺性好;两系统工作协调且互不干扰,行驶安全性得以保证;各模式下变量泵排量响应合理,轮速跟随方法有效. 实车试验验证了轮毂液压混合动力系统实际应用的可行性和所提策略的合理性.     

热计量变流量供热系统室外管网动态水力失调与控制

热计量供热系统中用户自主调节流量会引起系统管网水力工况的变化,从而导致水力失调.因此,研究用户自主调节变流量供热系统中室外管网的水力工况特性及其控制方法,对于热计量变流量供热系统的节能运行调节具有重要的指导意义.分析变流量供热系统中循环水泵变频调速的控制方式和末端压差控制的热网管路特性;根据自力式压差控制阀可控压差和流量范围,结合工程实例研究热计量系统中用户自主调节所致的变流量供热系统室外管网的水力工况变化,提出以下控制策略:加大末端用户压差设定值或改变最不利压差控制点位置、或同时监控最不利用户和次不利用户压差并在最不利用户和次不利用户处设置分布式加压泵.     

空调变流量水系统的设置方案及运行工况分析

通过分析一个实际工程的机组负荷报告，说明采用变流量系统的必要性，对变流量系统及其节能原理进行了介绍。根据管道水力特性曲线与水泵的性能曲线，运用理论分析的方法，对影响末端定压差控制方式的因素和该控制方案的利弊进行了分析。利用特性曲线对变速泵与定速泵并联运行工况进行了讨论，指出其正确切换步骤。得出结论：压差设定值越大，该控制方案节能效果越不显著；基于阀门开度和变压差设定值的改进方案具有显著的节能效果；变速泵与定速泵并联比定速泵之间的并联节能效果显著。     

旋流泵反转透平水力和汽蚀性能的CFD预测

旋流泵有无堵塞以及它的耐磨损性能,使其具有作为透平应用于多杂物多泥沙河流发电和工业固液两相流程余能回收的可能性,但该方面的研究目前还是空白。本文采用CFD方法计算比转速为76的旋流泵反转作为透平时的单相和空化紊流流动,在泵工况下将水力和汽蚀性能计算结果与试验值进行对比。结果表明:旋流泵可以作为透平产生动力,但透平最优工况与泵最优工况相距较远,汽蚀性能也差很多;尾水管存在与叶轮同向旋转的涡流,其中心存在空腔涡带。汽蚀性能的改善和空腔涡带的控制可能是未来要解决的关键问题。     

超大直径盾构管片拼装机关键技术

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.     

用特征轨迹法综合给水泵控制系统的研究及机辅设计

本文用近代频域法中的特征轨迹法(简称 CL 法)对多变量给水泵控制系统进行了探索。用 CL 法对 DG—450—180型液压联轴节调速给水泵在变压运行200MW 机组存在的两变量系统进行了综合、仿真,验证了控制系统的稳定性、准确性、完整性、以及鲁棒性等各项指标。为完成上述工作,编制了由1300多条 FORTRAN 语句组成的通用程序,解决了用程序自行判定系统稳定性等问题。为了解决CL 法在热工系统控制的应用,进一步分析并提出了补偿阵的的补偿点的选取依据及其限制条件,推导了鲁棒性在 CL 法中的表达式并阐述了鲁棒性和控制系统其它性能的关系。     

基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵仿真分析

针对轴向柱塞泵的特殊结构,采用虚拟样机技术在计算机上建立液压系统的虚拟样机模型,对轴向柱塞泵的运动学特性、动力学特性等进行分析,得到了轴向柱塞泵的运动学和动力学特性,包括柱塞位移、速度和输出压力特性。通过分析发现本泵的压力比普通泵的压力提高了1倍,同时可以通过适当降低传动轴转速来降低柱塞泵的振动。     

盾构掘进机土压平衡的实现

为了控制地面沉降，减少地表变形，采用电液比例控制技术对盾构掘进机推进液压系统和螺旋输
送机液压系统进行了集成设计.其中推进液压系统采用了比例压力流量复合控制技术，螺旋输送机液压系
统采用了电反馈比例控制技术,在模拟试验台上进行了土压平衡实验分析.结果表明,通过实时控制推进速
度或螺旋输送机转速，对盾构掘进机进行推进控制或排土控制操作，可控制密封仓内土压力在设定范围
内，从而实现土压平衡.     

城市水厂二泵站中水泵的选择

通过对城市水厂二泵站中定速泵、调速泵、定速泵与调速泵并联运行三种压力供水方式适用范围的分析,从节能的角度出发,根据工作水泵高效运行的原则,分别给出了水泵优化选择的方法,并通过具体实例进行了探讨.