TBM支撐推進機構(gòu)掘進性能分析.pdf

1、全斷面硬巖掘進機（Tunnel Boring Machine，簡稱TBM）是鐵路、公路、水利、市政建設等隧道施工的重大裝備，相對傳統(tǒng)的鉆爆法具有快速、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、安全等優(yōu)點，已成為隧道施工的首選裝備。支撐-推進-換步機構(gòu)是TBM實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)作業(yè)的核心傳動部件，對整機掘進性能具有重要影響。本文在系統(tǒng)分析其機構(gòu)組成與工作原理的基礎上，研究了該機構(gòu)具有的拓撲結(jié)構(gòu)特性，然后進一步研究了機構(gòu)的運動傳遞特性，構(gòu)建了機構(gòu)靜力學分析模型，分析了關鍵構(gòu)件

2、受力，最后進行了機構(gòu)的虛擬樣機仿真。全文主要內(nèi)容如下：
　　首先，系統(tǒng)分析了支撐-推進-換步機構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)、液壓缸驅(qū)動方式及工作原理，計算了不同作業(yè)工況機構(gòu)的自由度，研究了機構(gòu)的拓撲特性，構(gòu)建了不同工況時機構(gòu)的等效拓撲構(gòu)型。
　　然后，建立了機構(gòu)位置正逆解分析模型和在線調(diào)向（或軌跡糾偏）的運動學模型，推導出在線調(diào)向函數(shù)，揭示出各驅(qū)動油缸位姿參數(shù)與刀盤位姿間的映射規(guī)律，進行了糾偏軌跡的規(guī)劃。
　　其次，在構(gòu)件受力合理假設

3、的前提下，建立了護盾靜力分析模型，研究了護盾處受力對鞍架、扭矩油缸和撐靴受力的影響規(guī)律；同時，建立了支撐-推進-換步系統(tǒng)受力分析模型，分別分析了主梁、主梁導軌、鞍架及撐靴的受力特點，揭示出各驅(qū)動油缸受力和刀盤外載間的映射關系。
　　最后，應用商用軟件Solidworks進行了機構(gòu)三維實體建模和整機裝配，并通過機構(gòu)的運動仿真分析，驗證了機構(gòu)運動的合理性，采用有限元方法進行了機構(gòu)的應力仿真，分析了機構(gòu)關鍵零部件受力，為物理樣機的設計提