TBM支撐推進換步機液系統(tǒng)數(shù)字仿真分析.pdf

1、本文緊密結(jié)合國家863課題“大直徑全斷面隧道掘進裝備及重大工程機械裝備研究”和973課題“硬巖掘進裝備的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題”，以研究TBM的主機系統(tǒng)特性為目的，對其支撐-推進-換步系統(tǒng)進行了建模和仿真分析。旨在對糾偏系統(tǒng)、推進系統(tǒng)等進行詳細準(zhǔn)確的數(shù)字化建模，并在此基礎(chǔ)上對其特性進行分析。
　　在詳細介紹了TBM主機系統(tǒng)，尤其是其支撐-推進-換步系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)功能并設(shè)計了液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，確定了TBM的主要工作步驟和各部分關(guān)節(jié)間的相互運動

2、形式，分析并確定了TBM推進液壓缸部分的四缸連通結(jié)構(gòu)及其強機液耦合特性，為后文的數(shù)字模型建立和仿真分析奠定了基礎(chǔ)。
　　為了解決其多系統(tǒng)耦合特性的仿真問題，采用聯(lián)合仿真的方式進行分析。建立了推進系統(tǒng)的機械、液壓和控制系統(tǒng)模型，正確添加聯(lián)合仿真模塊和通訊接口，建立了軟件間的聯(lián)系，在合理添加圍巖邊界條件的基礎(chǔ)上對其糾偏系統(tǒng)動態(tài)特性進行了仿真。分析了TBM支撐-推進-換步系統(tǒng)在正常推進過程中由于受力原因造成偏載時糾偏系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，重點

3、分析了載荷波動頻率、載荷形式、液壓油源參數(shù)、推程以及液壓元件參數(shù)對糾偏性能的影響，同時提出了糾偏率這一性能評價指標(biāo)。
　　針對TBM系統(tǒng)設(shè)計中高剛度這一重要設(shè)計指標(biāo)，對推進系統(tǒng)部分零部件進行了有限元網(wǎng)格劃分，對掘進中整機剛度情況進行了研究。分析了不同推程下整機剛度的變化，以及系統(tǒng)各部分零部件對整機剛度的貢獻情況，得出了一系列應(yīng)力和變形云圖以及剛度變化趨勢。其中重點對液壓系統(tǒng)的等效剛度進行了計算，得出了整機剛度的薄弱環(huán)節(jié)，并由此提出