硬岩掘进机(TBM)是实现隧道掘进作业机械化、自动化的重大技术装备,液压技术在其上得到广泛应用。比例调速阀是调节TBM推进速度的重要液压元件,为保证掘进过程的安全和工效,要求比例调速阀具有良好的动态性能。而破岩掘进过程中的强振动会影响其正常工作性能。因此,须对振动环境下的比例调速阀动态特性及其性能失效进行深入研究。分析了比例调速阀的工作原理和结构特点,考虑外界振动对阀芯位移的影响,采用强迫振动理论和键合图理论相结合的方法建立了TBM比例调速阀的动态数学模型。利用AMEsim仿真平台,建立了基础振动下比例调速阀的HCD模型。仿真研究了有无基础振动下比例调速阀的动态特性,主要分析了基础振动参数和比例调速阀结构参数对流量波动特性的影响规律,以10%的流量偏差值为评定标准,确定了比例调速阀的正常工作区域,提出了TBM的比例调速阀的选型流程。针对TBM的比例调速阀的工作性能失效问题,采用综合评分法对TBM比例调速阀结构参数进行优化。确定了流量综合特性的评定标准,采用单因素法分析比例调速阀结构参数对流量综合特性的影响,运用多指标正交试验得到结构参数的主次顺序和最优组合,优化后的稳定工作区域比优化前扩大了71.4%。对比例调速进行了流量调节实验和阶跃载荷下流量特性试验,验证了仿真模型的正确性；同时对比例调速阀进行基础振动等效模拟试验,实验与仿真的流量波动幅值最大偏差约为6.5%,验证了强迫振动理论用于分析基础振动对比例调速阀流量特性影响的有效性。图46幅,表6个,参考文献68篇