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一．概述
液压传动综合实验平台/模拟盾构机推进液压系统，进行物理缩尺实验，了解液压元件特性曲线。同时对比Matlab仿真建模，确定仿真过程中液压元件的未知参数，提高仿真精度。能进行综合液压实验，液压元件能自由连接，液压实验项目能自主设计。
二.主要特点与设备组成
1.模块化结构设计，配有安装的底板，实验时可以随意在通用铝合金型材板上，组装回路操作简单方便。
2.液压回路可采用独立的PLC控制单元进行电气控制，技术先进，完全与工业现场零距离，控制方式可软件编程。
3.该装置集各种真实的液压元件、PLC控制技术于一体，是典型的机、电、液一体化的综合实训设备，功能强大、适用范围广。
4.配置配套阀件，能够搭建盾构机液压系统模拟控制回路，且能够还原盾构机的的实际动作，模拟盾构机在不同土地上的运行速度。
5.实验台采用等比缩尺设计，精准复现盾构机推进液压系统的动力学特性，包括推力分配、载荷传递及姿态控制。配置高精度传感器，包括压力传感器、位移传感器、三维姿态传感器，覆盖X-Y-Z三轴位移。集成PLC控制系统，支持开关量控制及模拟量输入/输出，实现数据实时采集、存储与分析。集成正、侧向力加载系统，模拟盾体-地层交互作用，支持推力、扭矩等多体动力学分析。
6.安全性与稳定性:实验台架需采用高强度材料，满足最大承压能力要求。配置过压保护、短路保护及紧急停机装置，确保高压力实验安全可控。关键部件需采用耐磨材料，支持多次重复加载实验无塑性变形，确保长期运行稳定性。强度满足要求，满足液压高压力实验;刚度满足要求，可进行多次重复物理实验。
7.量身定制开发配套软件，内部集成算法，操作简便清晰，主要功能包括数据的采集和显示、信号的控制和显示区、承力环端面点的空间坐标显示。通过软件处理的数据知道承力环的端面圆周任意位置的标点，在承力环空间姿态变化后，标点的空间三维坐标的变化情况。
三.可以完成的实验项目
序号 | 试验类别 | 项目名称 | |
1 | 常用液压元件的性能测试 | 液压泵的特性测试 | 液压泵的空载性能测试 |
液压泵的效率特性测试（容积效率、总效率） | |||
溢流阀的特性测试 | 溢流阀压力阶跃响应特性曲线的测试 | ||
溢流阀的动静态特性测试 | |||
节流阀速度负载特性测试 | 变负载速度-负载特性和功率特性的测试 | ||
恒负载工况下，功率特性测试 | |||
调速阀的特性测试 | 变负载速度-负载特性和功率特性的测试 | ||
恒负载工况下，功率特性测试 | |||
减压阀的特性测试 | 减压阀的静态特性测试（调压范围、压力振摆等） | ||
减压阀的压力-流量特性曲线的测试 | |||
减压阀动态特性测试（升压时间、卸荷时间、过渡时间等） | |||
2 | 液压基本回路实验 | 压力控制回路 | 溢流阀调压回路 |
溢流阀单级远程调压回路 | |||
多级溢流阀调压回路 | |||
减压回路 | 一级或多级减压回路 | ||
卸荷回路 | M型三位四通电磁换向阀中位机能泄压回路 | ||
二位三通电磁换向阀卸荷回路 | |||
采用先导式溢流阀的卸荷回路 | |||
卸压回路 | 节流阀卸压回路 | ||
溢流阀阀卸压回 | |||
顺序阀卸压回路 | |||
速度调节控制回路 | 采用节流阀的进油节流调速回 | ||
采用节流阀的回油节流调速回路 | |||
采用节流阀的旁路节流调速回路 | |||
采用调速阀的进油节流调速回路 | |||
采用调速阀的回油节流调速回路 | |||
采用调速阀的旁路节流调速回路 | |||
同步回路 | 节流阀控制的同步回路 | ||
调速阀控制的同步回路。 | |||
方向控制回路 | 二位四通电磁换向阀控制换向回路 | ||
三位四通电磁换向阀控制换向回路 | |||
三位四通手动换向阀控制换向回路 | |||
锁紧回路 | 换向阀闭锁回路 | ||
单向阀的锁紧回路 | |||
用单液控单向阀的锁紧回路 | |||
用双液控单向阀的锁紧回路 | |||
顺序回路 | 采用顺序阀的顺序动作回路 | ||
采用电气行程开关的顺序动作回路 | |||
采用压力继电器的顺序动作回路 | |||
平衡回路 | 采用顺序阀的平衡回路 | ||
采用液控单向阀的平衡回路 | |||
采用单向调速阀的平衡回路 | |||
采用单向节流阀的平衡回路 | |||
缓冲回路 | 采用溢流阀的缓冲回路 | ||
用调速阀的缓冲回路 | |||
用节流阀的缓冲回路 | |||
3 | 比例液压控制实验 | 比例减压阀 | 稳态压力控制特性 |
输入信号阶跃响应测试 | |||
比例调速阀 | 稳态流量控制特性 | ||
输入信号阶跃响应测试 | |||
比例溢流阀 | 稳态压力控制特性 | ||
输入信号阶跃响应测试 | |||
4 | 盾构机液压系统模拟控制回路 | ||
5 | 盾构机推力分配、载荷传递及姿态控制实验 | ||
6 | 模拟盾体——地层作用力交互实验 | ||
7 | 盾构机空间三维坐标变化实验 | ||
8 | 智能化数据采集系统实验：可进行实验数据采集、分析、处理、即时显示、实验曲线自动生成等功能实验 | ||
四.主要技术参数
序号 | 名称 | 技术参数 | |
1 | 恒压变量柱塞泵 | 公称排量 | 18mL/r |
额定工作压力 | 6MPa | ||
2 | 柱塞泵驱动电机 | 电压 | ~380V |
功率 | 5.5KW | ||
转速 | 1440r/min | ||
5 | 冷却器 | 压力 | 1.4MPa |
流量 | 100L/min | ||
功率 | 90W | ||
6 | 油箱容积 | 100L | 附件：液位计，吸油/回油过滤器等 |
7 | 安全保护 | 具有漏电压、漏电流保护装置，符合国家安全标准 | |
8 | 可编程序控制器(PLC) | 三菱FX3SA-20MR系列（可根据用户需要，选配西门子，欧姆龙等其它品牌） | I/O口20点 |
继电器输出形式 | |||
电源电压：AC 220V/50Hz | |||
控制电压为DC24V | |||
9 | 传感器系统 | 压力传感变送器 | 精度等级：0.2级 量程：0-10Mpa |
涡轮式流量传感器 | 精度等级：0.5级 量程：0-20L/min | ||
温度传感变送器 | 精度等级：0.5级 量程：-10-150℃ | ||
位移传感变送器 | 精度等级：0.2级 量程：0-200mm | ||
数据采集卡 | 12位精度32通道的AD卡 | ||
10 | 实验台外形尺寸 | 长×宽×高 | 2070mm×660mm×1800mm |
11 | 元件柜外形尺寸 | 长×宽×高 | 950mm×660mm×1700mm |
12 | 盾构机模型外形尺寸 | 长×宽×高 | 1100mm×1050mm×1100mm |
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