TBM刀盤法蘭螺栓群緊固特性及結(jié)構(gòu)改進設(shè)計.pdf

1、全斷面隧道掘進機(TBM)是采用滾刀滾動破碎巖石來挖掘隧道的特大型高端工程設(shè)備，其制造能力是衡量某個國家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)桿。刀盤系統(tǒng)是TBM的核心部分，在掘進過程中起著破碎巖石，支撐掌子面的作用，一旦出現(xiàn)問題，將會導(dǎo)致延長工期，甚至報廢整個隧道。刀盤的法蘭為其提供輸入扭矩，是該系統(tǒng)中的重要組成部分，其螺栓連接的可靠性對整個設(shè)備的掘進效率具有重要影響。然而目前企業(yè)對于該處螺栓的頻繁斷裂問題并沒有好的辦法，只能采用停工更換的方式，嚴重

2、影響了施工效率。針對螺栓的頻繁斷裂問題，并沒有學(xué)者對此做出詳細、具體的研究工作。因此，本文圍繞法蘭螺栓斷裂問題對刀盤載荷的傳遞、螺栓連接結(jié)構(gòu)及螺栓預(yù)緊力的加載工藝等問題展開了一系列的研究工作。本文的具體內(nèi)容如下:
　　(1)首先，綜合考慮了刀盤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通過現(xiàn)有的比較成熟的計算公式得出刀盤在掘進過程中所受外載，并以此作為輸入條件進行仿真，得到了刀盤法蘭處的軸向載荷及扭矩。采用工程實測的方式對仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性加以驗證，得到的結(jié)果

3、表明法蘭處載荷僅為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的十分之一，法蘭處載荷并非螺栓斷裂的主要因素。
　　(2)其次，以理論計算輔以仿真分析的方式得到了標(biāo)準(zhǔn)螺紋牙連接結(jié)構(gòu)中的載荷分布規(guī)律、各圈螺紋牙根部的最大應(yīng)力，指出了這種連接結(jié)構(gòu)的不足，說明了這種連接結(jié)構(gòu)需要做出相關(guān)的改進。并通過對標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接結(jié)構(gòu)的雙頭螺柱進行疲勞實驗，以一組實驗樣件的疲勞斷裂情況對理論計算及仿真分析方式的準(zhǔn)確性加以驗證。
　　(3)再次，在理論分析的基礎(chǔ)上對螺紋連接結(jié)構(gòu)進行改進，