随着城市地铁的高速建设,盾构机作为开挖的专用设备之一,对其可靠性要求非常高,尤其对推进液压缸的性能要求很高。为制造出高性能的推进液压缸,需开发盾构机推进液压缸试验平台。该平台可对不同规格的推进液压缸进行启动压力、同步侧向载荷等测试。对试验台的需求、结构设计、液压系统与同步控制系统等进行了设计与开发。通过试验对盾构机用液压缸进行了综合测试。并根据失效形式提出了改进方案,最终完成新样品的5000次疲劳测试。证明该样机对盾构机推进液压缸的可靠性检测具有较高的实用价值。

针对硬岩掘进机（Tunnel boring machineTBM）破岩掘进过程中强振动对推进液压缸动态特性的影响，建立了推进液压缸轴向基础振动下的动态响应数学模型，并试验验证了模型的正确性。仿真研究了不同基础振动参数下液压缸失效区域，液压缸无杆腔压力波动幅值与轴向基础振动幅值成线性正相关，且在固有频率处最大，超过固有频率继续增大至90 Hz时压力波动幅值可视为定值。应用响应曲面法对液压缸结构参数进行了优化，优化后的液压缸正常工作能承受的基础振动幅值-频率范围较优化前拓宽了45%。利用响应曲面法对液压缸进行结构参数优化可为TBM推进液压缸设计和选型提供理论依据。