TBM支撐推進(jìn)機(jī)構(gòu)掘進(jìn)性能分析.pdf

1、全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)（Tunnel Boring Machine，簡(jiǎn)稱TBM）是鐵路、公路、水利、市政建設(shè)等隧道施工的重大裝備，相對(duì)傳統(tǒng)的鉆爆法具有快速、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn)，已成為隧道施工的首選裝備。支撐-推進(jìn)-換步機(jī)構(gòu)是TBM實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)作業(yè)的核心傳動(dòng)部件，對(duì)整機(jī)掘進(jìn)性能具有重要影響。本文在系統(tǒng)分析其機(jī)構(gòu)組成與工作原理的基礎(chǔ)上，研究了該機(jī)構(gòu)具有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性，然后進(jìn)一步研究了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)傳遞特性，構(gòu)建了機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析模型，分析了關(guān)鍵構(gòu)件

2、受力，最后進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)仿真。全文主要內(nèi)容如下：
　　首先，系統(tǒng)分析了支撐-推進(jìn)-換步機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、液壓缸驅(qū)動(dòng)方式及工作原理，計(jì)算了不同作業(yè)工況機(jī)構(gòu)的自由度，研究了機(jī)構(gòu)的拓?fù)涮匦裕瑯?gòu)建了不同工況時(shí)機(jī)構(gòu)的等效拓?fù)錁?gòu)型。
　　然后，建立了機(jī)構(gòu)位置正逆解分析模型和在線調(diào)向（或軌跡糾偏）的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，推導(dǎo)出在線調(diào)向函數(shù)，揭示出各驅(qū)動(dòng)油缸位姿參數(shù)與刀盤(pán)位姿間的映射規(guī)律，進(jìn)行了糾偏軌跡的規(guī)劃。
　　其次，在構(gòu)件受力合理假設(shè)

3、的前提下，建立了護(hù)盾靜力分析模型，研究了護(hù)盾處受力對(duì)鞍架、扭矩油缸和撐靴受力的影響規(guī)律；同時(shí)，建立了支撐-推進(jìn)-換步系統(tǒng)受力分析模型，分別分析了主梁、主梁導(dǎo)軌、鞍架及撐靴的受力特點(diǎn)，揭示出各驅(qū)動(dòng)油缸受力和刀盤(pán)外載間的映射關(guān)系。
　　最后，應(yīng)用商用軟件Solidworks進(jìn)行了機(jī)構(gòu)三維實(shí)體建模和整機(jī)裝配，并通過(guò)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真分析，驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的合理性，采用有限元方法進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的應(yīng)力仿真，分析了機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零部件受力，為物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)提