盾构主驱动聚氨酯密封系统高效冷却研究

针对常规盾构主驱动密封系统频繁失效的问题,提出了盾构主驱动聚氨酯密封系统形式。为保证聚氨酯密封长期使用温度低于70℃,通过试验与仿真方法,研究聚氨酯密封系统摩擦热及冷却效率。试验测得聚氨酯密封润滑状态下滑动摩擦系数及力学性能数据,进而通过仿真手段得到直径为7.45 m的密封,发热量为51 kW。在此基础上建立盾构密封系统仿真模型,进行共轭换热仿真计算,得到冷却流量对唇口温度的影响曲线。通过设计优化异形-低热阻冷却水套,实现强化传热,最终使盾构聚氨酯密封唇口温度达到70℃以内,为聚氨酯密封应用于大直径盾构提供了理论依据。

基于Modelica的盾构主驱动多电机同步控制仿真

盾构主驱动系统通常由多台电机共同驱动,任何一台电机的不同步都会对整个传动系统造成重大损害,同步性控制结构复杂,结合多电机耦合控制与非耦合控制的优缺点,最终选择了环形耦合控制并说明了该控制策略的合理性;将模糊控制与PID控制相结合,设计一种模糊自适应PID控制算法,并与多电机环形耦合控制策略相结合,基于多领域仿真语言Modelica在仿真平台MWorks中搭建模型并进行仿真分析。通过与传统PID控制方式对比,结果表明采用模糊自适应PID环形耦合同步控制各电机具有更好的同步性能表现,并能够有效地改善主驱动系统的稳定性和动态性能,提高了控制精度,加快了系统响应速度,而且具有良好的鲁棒性。

盾构主驱动密封性能流固耦合仿真

该文针对盾构主驱动密封唇口开启,通过反向介质流动实现密封效果的特殊工作原理,建立了一种流固耦合(fluid-structure interaction,FSI)计算方法。该方法基于固体力学有限元计算方法及计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD),通过互相传输变形、压力数据,解决了传统双向FSI在材料超弹性特性、两相流和非Newton流体等复杂计算条件下的不收敛问题,并通过试验验证了该方法的有效性。计算结果表明:初始密封间隙较大时,由于第2道腔室(P2)内油脂压降较大,不会产生回流现象;主驱动密封在设计参数下随着流动逐渐达到稳态且唇形密封不再产生变形时,第1道腔室(P1)油脂有向P2回流的趋势,但是最终不产生回流现象,这对密封失效分析具有重要指导意义。该FSI模型及结论为主驱动密封的密封结构性能研究提供了理论基础。

盾构主驱动密封润滑油脂供应系统改进

针对现有盾构主驱动密封系统的不足,在原装机主驱动密封润滑油脂系统的基础上进行改进,研究复杂工况下如何确保主驱动外密封完好。

饱和粉细砂层内盾构机主驱动密封缺陷修复地层加固综合技术应用研究

文章以南京地铁三号线过江隧道工程为例,分析了长江漫滩饱和粉细砂地层中大直径泥水盾构掘进过程中主驱动密封检查、更换时作业风险,在比对常用加固技术措施和实际操作可行性基础上,探索实践了MJS加固技术与盾尾环箍注浆相结合为地铁工程主驱动密封缺陷检修提供安全作业条件的成功运用,为今后类似工程施工提供了一个成功的借鉴案例。