發(fā)布時間：2018-11-13 09:39

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及土地資源的日漸短缺,地下空間的開發(fā)成為了必然。TBM作為地下隧道掘進技術(shù)常用的設(shè)備之一,被廣泛應(yīng)用于隧道掘進工程中。由于我國對TBM的研究還處于起步階段,關(guān)鍵技術(shù)并不成熟,關(guān)鍵零部件主要依賴于進口,所以對TBM的深入研究具有重大的現(xiàn)實意義。作為TBM的一個重要組成部分,撐靴系統(tǒng)關(guān)鍵件的研究是整個TBM的設(shè)計中的重點。本論文的研究來源于“863計劃”的資助項目“大直徑硬巖隧道掘進機裝備的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”的子項目之一:“關(guān)于撐靴與撐靴油缸連接位置球面結(jié)構(gòu)材料選型與加工工藝的研究”,目的在于通過對TBM撐靴系統(tǒng)關(guān)鍵件的研究,為TBM的設(shè)計提供依據(jù)。本文的研究對象為TBM的撐靴系統(tǒng)關(guān)鍵件,研究內(nèi)容從TBM的工作原理展開,對撐靴系統(tǒng)進行分析,找出所要研究的對象;對關(guān)鍵件進行分析,為有限元仿真分析奠定基礎(chǔ);對關(guān)鍵件進行有限元仿真分析,并得出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案;最后,對關(guān)鍵件進行工藝路線的設(shè)計。具體的研究內(nèi)容如下:1、通過對TBM工作原理的分析,指出撐靴系統(tǒng)對于TBM整個掘進過程的重要性;通過對撐靴系統(tǒng)的分析,指出球頭零件與雙球面零件對于撐靴系統(tǒng)的重要性,從而確定球頭零件與雙球面零件為撐靴系統(tǒng)的關(guān)鍵件。2、通過對TBM的主要工作狀態(tài)的對比分析,得出TBM撐靴系統(tǒng)受力的最大狀態(tài)發(fā)生于TBM掘進時;通過分析得出撐靴系統(tǒng)的受力情況,從而得出球頭零件與雙球面零件的受力情況。3、通過對關(guān)鍵件的有限元分析,得出了球頭零件與雙球面零件的變形圖解與等效應(yīng)力圖解;通過對比不同材料屬性與有限元分析結(jié)果的關(guān)系,對關(guān)鍵件進行材料選型;針對球頭零件與雙球面零件的等效應(yīng)力值較大的情況,對球頭零件與雙球面零件進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。4、通過對球頭零件與雙球面零件的工藝分析,分別制定出球頭零件與雙球面零件的加工工藝路線,并對球面形位公差的標注進行了探討。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology and the increasing shortage of land resources, the development of underground space has become inevitable. As one of the commonly used equipment of underground tunneling technology, TBM is widely used in tunneling engineering. Because the research on TBM in China is still in its infancy, the key technology is not mature, and the key parts mainly depend on the import, it is of great practical significance to further study the TBM. As an important part of TBM, the research of the key parts of booting system is the key of the whole TBM design. The research of this thesis comes from one of the subprojects of "key Technology and Application of large diameter hard Rock Tunnel tunneling Machine equipment" funded by "863 Program": "selection of spherical structure material for connection position between boot and boot cylinder" And the study of the processing process ", The purpose of this paper is to provide the basis for the design of TBM boot system through the study of the key parts of the system. The research object of this paper is the key parts of the TBM boot support system. The research content starts from the working principle of TBM, analyzes the boot support system, finds out the object to be studied, analyzes the key parts, and lays a foundation for the finite element simulation analysis. The finite element simulation analysis of the key parts is carried out, and the scheme of structural optimization is obtained. Finally, the process route of the key parts is designed. The specific research contents are as follows: 1. Through the analysis of the working principle of TBM, it points out the importance of the boot support system to the whole driving process of TBM; Through the analysis of the supporting boot system, the importance of the ball head part and the double spherical part to the boot support system is pointed out, so as to determine that the ball head part and the double spherical part are the key parts of the support boot system. 2. Through the comparison and analysis of the main working state of TBM, It is concluded that the maximum force state of TBM boot system occurs during TBM driving. Through the analysis of the force situation of the boot support system, the force situation of the ball head part and the double spherical part is obtained. 3. Through the finite element analysis of the key parts, the deformation diagram and equivalent stress diagram of the ball head part and the double spherical part are obtained. By comparing the relationship between the properties of different materials and the results of finite element analysis, the material selection of key parts is carried out. In view of the large equal effect force value of spherical part and double spherical part, the structure of spherical and bimetal parts is optimized. 4. The process analysis of spherical and bimetal parts is carried out. The machining process route of spherical and double spherical parts is worked out, and the marking of spherical tolerances is discussed.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U455.31

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本文編號：2328716