TBM支撐推進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)（Tunnel Boring Machine，簡稱TBM）是高度機(jī)械化和自動(dòng)化的大型隧道工程設(shè)備。支撐推進(jìn)系統(tǒng)是TBM掘進(jìn)作業(yè)的核心，其性能優(yōu)劣將直接決定TBM的掘進(jìn)精度和掘進(jìn)效率。本文以一種開敞式TBM的支撐推進(jìn)系統(tǒng)為研究對象，在分析其工作原理和機(jī)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上，研究了不同作業(yè)工況下TBM的受力特性和圍巖對護(hù)盾的約束作用，完成了支撐-推進(jìn)-換步機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建立了參數(shù)縮比準(zhǔn)則，完成了實(shí)驗(yàn)臺(tái)參數(shù)設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行了

2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的虛擬樣機(jī)仿真。全文主要內(nèi)容如下：
　　(1)分析了開敞式TBM主機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)方式以及工作原理，研究了支撐-推進(jìn)-換步機(jī)構(gòu)特性，提出了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)任務(wù)和功能要求，根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)思想，確立了TBM支撐-推進(jìn)-換步機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案。
　　(2)分析了不同工況下刀盤受力的真實(shí)情況，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)臺(tái)負(fù)載模擬裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)；分析了掘進(jìn)工況下圍巖對TBM的約束作用，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)臺(tái)圍巖約束模擬裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)；完成了TB

3、M縮比模型和支護(hù)裝置設(shè)計(jì)方案。
　　(3)依據(jù)相似理論基本原理建立實(shí)驗(yàn)臺(tái)參數(shù)縮比準(zhǔn)則，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)臺(tái)各物理量綱縮比系數(shù)，完成了實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本參數(shù)設(shè)計(jì)；確立了實(shí)驗(yàn)臺(tái)刀盤驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)方案，完成了伺服元件的選型；進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)元件參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　(4)運(yùn)用軟件Solidworks進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)臺(tái)三維建模，并完成了整機(jī)的裝配；基于有限元仿真軟件SAMCEF對實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵部件進(jìn)行了靜應(yīng)力仿真分析，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)及該類型試驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)