【摘要】：隨著我國水利、公路、地鐵、鐵路等大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)項目的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的施工方法越來越無法滿足各重大工程對施工效率、社會效益、經(jīng)濟收益等提出的更高要求,導致運行成本提高、工程運行可靠性不高等問題。硬巖掘進機(TBM)作為隧道施工的關(guān)鍵設(shè)備,其關(guān)鍵技術(shù)的研究對推動水利、公路、鐵路等基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展至關(guān)重要。但TBM作業(yè)環(huán)境惡劣多變,組成結(jié)構(gòu)復雜,而關(guān)鍵技術(shù)與主要零部件多依賴進口,嚴重制約了硬巖掘進機的發(fā)展,限制了我國基礎(chǔ)工業(yè)水平的提高。硬巖掘進機的推進及支撐系統(tǒng)對設(shè)備的作業(yè)性能至關(guān)重要。為提高硬巖掘進機的性能,優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu),本文對硬巖掘進機的推進及支撐系統(tǒng)進行了研究。主要開展:(1)TBM推進及支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。在計算TBM整機推力和支撐力的基礎(chǔ)上,對TBM主大梁結(jié)構(gòu)、撐靴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、鞍架、關(guān)鍵油缸等進行設(shè)計選型。(2)TBM推進及支撐液壓系統(tǒng)設(shè)計。首先,根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求,對液壓系統(tǒng)的主要元件參數(shù)進行了計算。其次,闡述了掘進式和換步式兩種推進系統(tǒng)控制模式。最后,根據(jù)功能需要,設(shè)計了TBM推進及支撐液壓系統(tǒng)的原理圖。(3)TBM推進及撐靴液壓系統(tǒng)仿真分析。結(jié)合AMESim軟件對TBM推進及撐靴系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)進行仿真分析。仿真結(jié)果表明:通過控制水平姿態(tài)調(diào)整回路,可以改變主梁的偏轉(zhuǎn)角度,調(diào)整TBM的掘進姿態(tài),驗證了理論計算設(shè)計的可行性與可靠性。
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U455.31
【圖文】：

圖 1-1 1985 年-2010 年 TBM 工程項目及 TBM 設(shè)備臺數(shù)發(fā)展趨勢圖圖 1-2 1985 年-2010 年 TBM 年均工程項目數(shù)量及設(shè)備數(shù)量趨勢圖結(jié)合現(xiàn)階段我國西南部、山區(qū)以及西部經(jīng)濟發(fā)展需要，水利水電、大水工程、公路交通、鐵路交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)全面開展，為降低造價及建設(shè)工期需要，TBM 法施工法越來越多的應用于長距離、大直隧道工程，鐵路大發(fā)展及城市地下交通的蓬勃興起，長距離、大埋深

- 2 -圖 1-2 1985 年-2010 年 TBM 年均工程項目數(shù)量及設(shè)備數(shù)量趨勢圖結(jié)合現(xiàn)階段我國西南部、山區(qū)以及西部經(jīng)濟發(fā)展需要，水利水電、大規(guī)調(diào)水工程、公路交通、鐵路交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)全面開展，為降低地程造價及建設(shè)工期需要，TBM 法施工法越來越多的應用于長距離、大直徑面隧道工程，鐵路大發(fā)展及城市地下交通的蓬勃興起，長距離、大埋深、徑 TBM 國內(nèi)市場需求量巨大。（2）我國急需突破國外硬巖掘進機核心技術(shù)的制約，形成高科技智能化成套裝備制造的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。全斷面硬巖掘進機研究屬于《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～202點領(lǐng)域“重點交通運輸業(yè)”中的優(yōu)先主題，且硬巖掘進機的研發(fā)已列入“十二技發(fā)展規(guī)劃。TBM 是一種大型復雜高科技的隧道施工設(shè)備，它是集機、液、光、氣為一體化的，涉及眾多行業(yè)[2]。長期以來，我國 TBM 關(guān)鍵技術(shù)一

- 7 -1-鞍架；2-后支撐；3-主大梁；4-推進液壓缸；5-撐靴；6-撐靴液壓缸；7-扭矩液壓缸圖 2-1 推進及支撐系統(tǒng)總圖1.1 主大梁設(shè)計主大梁為箱形焊接鋼結(jié)構(gòu)，長約 15 m（不包括后支撐），為了運輸和制造方便，分為前后兩段，兩段之間通過螺栓連接，前端與主驅(qū)動機頭架螺栓連，后段與后支撐螺栓連接。刀盤傳遞過來的扭矩和力會作用在主大梁上，通

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本文編號：2756578