發(fā)布時間：2020-05-31 08:01

【摘要】：全斷面巖石掘進機是隧道施工的主要大型機械設(shè)備,刀盤作為全斷面巖石掘進機的核心部件,它的工作狀態(tài)會影響到整機的掘進效率和施工安全。在隧道掘進的過程中,刀盤處于和巖石接觸的最前端。其工作環(huán)境惡劣,受力情況復(fù)雜,因此在掘進過程中常會出現(xiàn)刀盤因變形開裂而失效的現(xiàn)象。這不僅會危害到施工人員的安全,還會延遲工期,增加施工成本。為此,研究沖擊載荷下刀盤振動變形的特點和規(guī)律將具有很大的實際應(yīng)用意義。刀盤結(jié)構(gòu)是由前后兩塊面板聯(lián)接組成的,其后是支撐其工作的大軸承。為了研究刀盤結(jié)構(gòu)對刀盤振動的影響,本文進行了盤形滾刀破巖仿真實驗,獲取滾刀破巖載荷。通過對刀盤進行動力學(xué)分析,總結(jié)出它振動變形的特點和規(guī)律,為刀盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供理論依據(jù)。本文主要的工作內(nèi)容概括如下:(1)總結(jié)國內(nèi)外全斷面巖石掘進機滾刀破巖力學(xué)的發(fā)展動態(tài)和刀盤振動研究的探索進展,介紹全斷面巖石掘進機的結(jié)構(gòu)及工作原理;總結(jié)滾刀破巖力學(xué)結(jié)論并對刀盤進行受力分析,推導(dǎo)出刀盤受力理論公式。(2)建立盤形滾刀破巖模型并進行仿真實驗,得到正楔形盤形滾刀的三向載荷,對滾刀載荷和刀盤載荷進行分析;建立刀盤支撐剛度理論模型,求出刀盤最佳支撐半徑范圍;確定相關(guān)參數(shù),建立刀盤三維模型。(3)利用ABAQUS有限元分析軟件對刀盤模型進行動力學(xué)分析,得到刀盤前后面板間的距離以及支撐半徑與刀盤振動的關(guān)系,最后對刀盤結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。
【圖文】：

ＴＢＭ是集機、電、液于一體的大型施工設(shè)備。它的作業(yè)方式為驅(qū)動系統(tǒng)帶動逡逑刀盤旋轉(zhuǎn)，同時推進機構(gòu)前向推進刀盤上的盤形滾刀完成順次破巖，刀盤每轉(zhuǎn)動一逡逑周，完成一定的掘進深度。其基本結(jié)構(gòu)如圖２－１，下面對它的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作簡要介紹。逡逑７１＆Ｗｇ逡逑＾＿＿邋＿＾－＼輔助支承邐ｖｒｅｎ逡逑圖２－１全斷面巖石掘進機的基本結(jié)構(gòu)逡逑１、

（２）滾刀逡逑滾刀的作用就是ＴＢＭ在向前掘進作業(yè)時隨刀盤轉(zhuǎn)動破巖。目前ＴＢＭ上應(yīng)用得逡逑最多的是盤形滾刀，圖２－４所示是不同刃型的盤形滾刀。它的具體構(gòu)件成分包括刀逡逑圈、刀體、刀軸和心軸等，如圖２－５所示。其中，刀圈是可拆的，磨損后可更換。逡逑＾邋ｊ邐Ｔ—邐－ＯＴｎｌｌ逡逑邐邋．ｍｉ．．．．逡逑￡＿Ｍ邋＾逡逑（ａ）平面刀盤邋（ｂ）錐面刀盤邐（ｃ）球面刀盤逡逑圖２－３全斷面巖石掘進機刀盤類型逡逑盤形滾刀刀刃角一般設(shè)計為６０°、７５°、９０°、１２０°或平刃等多種，刀圈截而形狀逡逑如圖２－６所示。如果作業(yè)的巖石硬度很高，，則用刀刃角較大的盤形滾刀，反之巖石逡逑條件較軟的情況下用刀刃角較小的盤形滾刀。而在更軟的巖層中，刀刃角小的盤形逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455.3

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 譚青;易念恩;夏毅敏;徐孜軍;朱逸;宋軍華;;TBM滾刀破巖動態(tài)特性與最優(yōu)刀間距研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2012年12期

2 夏毅敏;歐陽濤;陳雷;羅德志;張新明;;盤形滾刀破巖力影響因素研究[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報;2012年03期

3 張魁;夏毅敏;徐孜軍;;不同圍壓及切削順序?qū)BM刀具破巖機理的影響[J];土木工程學(xué)報;2011年09期

4 俞琚;王金星;;隧道掘進機產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及工作建議[J];建設(shè)機械技術(shù)與管理;2011年05期

本文編號：2689547