【摘要】：全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)是一種集機(jī)械、電氣、液壓、測量、控制等多學(xué)科于一體的，專用于地下隧道工程的超大型隧道施工設(shè)備。但是目前幾乎依賴進(jìn)口，如果大部分采用國產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)，將節(jié)省大量外匯，同時(shí)對振興我國的掘進(jìn)機(jī)制造業(yè)，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TBM，，打破長期依賴進(jìn)口的局面具有重要意義。 本文以秦皇島天業(yè)通聯(lián)生產(chǎn)的通用緊湊型雙護(hù)盾TBM(DSU compact TBM）為研究對象，主要對進(jìn)行了如下研究工作： (1)對雙護(hù)盾TBM主體機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了學(xué)習(xí)研究；并對掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)工況和應(yīng)對惡劣地質(zhì)狀況的特殊處理方法進(jìn)行了研究，為以后進(jìn)行設(shè)計(jì)、現(xiàn)場調(diào)試和掘進(jìn)提供了指導(dǎo)和借鑒。 (2)對主推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力需求計(jì)算，并對主推進(jìn)液壓缸進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分區(qū)研究。為方便計(jì)算等進(jìn)行，對每一分區(qū)液壓缸進(jìn)行了模型簡化，對刀盤承受的不平衡扭矩進(jìn)行了計(jì)算并提出了克服扭矩平衡方法。 (3)對主推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，推導(dǎo)出刀盤運(yùn)動(dòng)和主推進(jìn)液壓缸運(yùn)動(dòng)方程。 (4)對主推進(jìn)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、計(jì)算和選型等工作，通過采用電液比例技術(shù)、多級壓力流量功率變量泵控制技術(shù)和插裝閥等技術(shù)，滿足了設(shè)計(jì)要求。 (5)基于AMESim仿真軟件，對主推進(jìn)液壓系統(tǒng)分別進(jìn)行了開環(huán)和閉環(huán)控制仿真研究。通過進(jìn)行仿真發(fā)現(xiàn)，在開環(huán)情況下，壓力和流量均出現(xiàn)較大震蕩，超調(diào)量較大，響應(yīng)速度慢，系統(tǒng)魯棒性較差。在閉環(huán)PID控制下，系統(tǒng)性能明顯改善，響應(yīng)速度較快，超調(diào)量較小，同時(shí)提高了系統(tǒng)的魯棒性。 (6)針對主推進(jìn)液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了故障診斷和分析，并對主推進(jìn)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)和并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的主推進(jìn)液壓系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

圖 1-1 開敞式 TBM護(hù)盾 TBM(圖 1-2)原理類似于盾構(gòu)機(jī)，但切削刀具明顯不同。單護(hù)盾用管片作支撐，與雙護(hù)盾 TBM 相比，掘進(jìn)與安裝管片不能同時(shí)進(jìn)行較低，它常用于劣質(zhì)地層。圖 1-2 單護(hù)盾 TBM護(hù)盾 TBM(圖 1-3)也稱為伸縮護(hù)盾式 TBM，在主推進(jìn)油缸區(qū)域裝備有

2圖 1-2 單護(hù)盾 TBM護(hù)盾 TBM(圖 1-3)也稱為伸縮護(hù)盾式 TBM，在主推進(jìn)油缸區(qū)域裝備有別為外伸縮盾和內(nèi)伸縮盾，使其既具有防止開挖面坍塌，又能曲線開式伸縮而并進(jìn)作業(yè)的功能。雙護(hù)盾 TBM 按照硬巖掘進(jìn)機(jī)配上一個(gè)盾構(gòu)計(jì)，既可以用于硬巖，又可用于軟巖，其地質(zhì)適應(yīng)性非常廣泛，尤其斷層破碎地帶。護(hù)盾 TBM 具有全圓形內(nèi)外伸縮護(hù)盾，這是雙護(hù)盾 TBM 與開敞式 TB護(hù)盾 TBM 在地質(zhì)狀況良好時(shí)可以掘進(jìn)過程與安裝管片同時(shí)進(jìn)行，伸縮護(hù)盾 TBM 的獨(dú)有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，且是實(shí)現(xiàn)軟硬巖作業(yè)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：U455.31

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2553313