為明確不同工況下TBM主機(jī)振動(dòng)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(duì)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(duì)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(dòng)力學(xué)模型,并詳細(xì)計(jì)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(pán)載荷,并對(duì)3種載荷下的振動(dòng)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(dòng)最大,為低頻的受迫振動(dòng);機(jī)頭架的振動(dòng)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(dòng)。2)刀盤(pán)軸向最大加速度幅值為2. 5g,從刀盤(pán)到主梁,機(jī)頭架的振動(dòng)衰減了約25%,主梁前段振動(dòng)衰減了約55%,與已有全推力工況下實(shí)測(cè)結(jié)果相接近,證實(shí)了仿真計(jì)算的正確性。3)根據(jù)對(duì)上軟下硬和轉(zhuǎn)彎糾偏2種典型工況的振動(dòng)規(guī)律分析,刀盤(pán)的軸向力和速度分別減少約40%和80%。 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【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(gè)子結(jié)構(gòu)的功能和特點(diǎn),對(duì)主機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新劃分,建立簡(jiǎn)化的TBM主機(jī)三維模型。對(duì)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(jì)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(duì)約束和載荷進(jìn)行設(shè)置,并根據(jù)理論計(jì)算模型對(duì)連接剛度和阻尼進(jìn)行設(shè)置�；贏dams,建立TBM主機(jī)系統(tǒng)等效動(dòng)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(shí),撐靴固定,主推油缸向前推進(jìn),滾刀壓入巖石,同時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn),此時(shí)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(dòng),通過(guò)滾刀刀座,多把滾刀的振動(dòng)在刀盤(pán)進(jìn)行耦合,引起刀盤(pán)橫向、縱向、軸向的劇烈振動(dòng),直至傳遞到設(shè)備的最終端,因此滾刀破巖載荷對(duì)TBM主機(jī)系統(tǒng)的振動(dòng)分析至關(guān)重要。基于WORKBENCH軟件,對(duì)滾刀破巖過(guò)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(dòng)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(pán)載荷

【參考文獻(xiàn)】：
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