發(fā)布時間：2021-11-20 22:09

　　為明確不同工況下TBM主機(jī)振動耦合規(guī)律,基于Adams軟件,依據(jù)其結(jié)構(gòu)裝配關(guān)系和力傳遞關(guān)系,對TBM主機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新劃分,引入非線性彈簧元件對油缸、軸承和齒輪嚙合進(jìn)行非線性等效,建立TBM主機(jī)非線性耦合動力學(xué)模型,并詳細(xì)計算結(jié)構(gòu)本身的剛度和結(jié)構(gòu)間的非線性連接剛度。根據(jù)掘進(jìn)地質(zhì)條件,定義了全推力、上軟下硬和轉(zhuǎn)彎3種典型刀盤載荷,并對3種載荷下的振動進(jìn)行分析。結(jié)果表明:1)在全推力工況下,主機(jī)關(guān)鍵部件的振動最大,為低頻的受迫振動;機(jī)頭架的振動橫向和縱向受到齒輪的耦合作用,在150 Hz左右的頻率上存在耦合振動。2)刀盤軸向最大加速度幅值為2. 5g,從刀盤到主梁,機(jī)頭架的振動衰減了約25%,主梁前段振動衰減了約55%,與已有全推力工況下實(shí)測結(jié)果相接近,證實(shí)了仿真計算的正確性。3)根據(jù)對上軟下硬和轉(zhuǎn)彎糾偏2種典型工況的振動規(guī)律分析,刀盤的軸向力和速度分別減少約40%和80%。 

【文章來源】：隧道建設(shè)(中英文). 2020,40(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

TBM主機(jī)結(jié)構(gòu)

綜合考慮TBM主機(jī)系統(tǒng)中各個子結(jié)構(gòu)的功能和特點(diǎn),對主機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新劃分,建立簡化的TBM主機(jī)三維模型。對建立的TBM主機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)間的連接進(jìn)行等效,并建立相應(yīng)的剛度和阻尼計算方法。最后將建立的三維模型導(dǎo)入到Adams中,根據(jù)TBM的實(shí)際工況對約束和載荷進(jìn)行設(shè)置,并根據(jù)理論計算模型對連接剛度和阻尼進(jìn)行設(shè)置。基于Adams,建立TBM主機(jī)系統(tǒng)等效動力學(xué)模型,如圖2所示。1)將剛度等效為結(jié)構(gòu)件本身剛度與連接剛度的串聯(lián),阻尼等效為兩者的并聯(lián);

TBM掘進(jìn)時,撐靴固定,主推油缸向前推進(jìn),滾刀壓入巖石,同時電機(jī)驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn),此時滾刀擠壓剪切巖石,巖石的脆性斷裂導(dǎo)致滾刀的沖擊振動,通過滾刀刀座,多把滾刀的振動在刀盤進(jìn)行耦合,引起刀盤橫向、縱向、軸向的劇烈振動,直至傳遞到設(shè)備的最終端,因此滾刀破巖載荷對TBM主機(jī)系統(tǒng)的振動分析至關(guān)重要�；赪ORKBENCH軟件,對滾刀破巖過程進(jìn)行仿真,得到單把滾刀的垂直破巖載荷,最后將滾刀載荷作為外部載荷加載在相應(yīng)位置的滾刀上,如圖3所示。側(cè)向力和滾動力分別是軸向力的0.15和0.1倍,α為滾刀的安裝角度。1.5 TBM典型工況與刀盤載荷

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]截至2019年底中國鐵路隧道情況統(tǒng)計[J]. 田四明,鞏江峰.  隧道建設(shè)(中英文). 2020(02)
[2]基于現(xiàn)場試驗的TBM滾刀磨損分析及預(yù)測[J]. 秦銀平,張竹清,孫振川,陳饋,楊延棟.  隧道建設(shè)(中英文). 2019(11)
[3]TBM刀盤系統(tǒng)動態(tài)特性及參數(shù)影響[J]. 凌靜秀,孫偉,霍軍周,李廣慶.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[4]盾構(gòu)機(jī)刀盤的力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計[J]. 霍軍周,蔡寶,王亞杰,歐陽湘宇.  機(jī)械設(shè)計與制造. 2014(10)
[5]不同圍壓與節(jié)理特征下盤形滾刀破巖數(shù)值研究[J]. 譚青,張旭輝,夏毅敏,朱逸,易念恩,張佳.  煤炭學(xué)報. 2014(07)
[6]基于動力穩(wěn)定性的全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤臨界推進(jìn)速度研究[J]. 韓美東,蔡宗熙,曲傳詠.  機(jī)械工程學(xué)報. 2014(21)
[7]TBM邊緣滾刀破巖機(jī)理的數(shù)值研究[J]. 夏毅敏,吳元,郭金成,田彥朝,林賚貺,卞章括.  煤炭學(xué)報. 2014(01)
[8]不同圍壓及切削順序?qū)BM刀具破巖機(jī)理的影響[J]. 張魁,夏毅敏,徐孜軍.  土木工程學(xué)報. 2011(09)
[9]不同圍壓條件下TBM刀具破巖模式的數(shù)值研究[J]. 張魁,夏毅敏,譚青,周子龍.  巖土工程學(xué)報. 2010(11)



本文編號：3508170