TBM刀盤(pán)法蘭螺栓群緊固特性及結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì).pdf

1、全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)是采用滾刀滾動(dòng)破碎巖石來(lái)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(gè)國(guó)家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)桿。刀盤(pán)系統(tǒng)是TBM的核心部分，在掘進(jìn)過(guò)程中起著破碎巖石，支撐掌子面的作用，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致延長(zhǎng)工期，甚至報(bào)廢整個(gè)隧道。刀盤(pán)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(duì)整個(gè)設(shè)備的掘進(jìn)效率具有重要影響。然而目前企業(yè)對(duì)于該處螺栓的頻繁斷裂問(wèn)題并沒(méi)有好的辦法，只能采用停工更換的方式，嚴(yán)重

2、影響了施工效率。針對(duì)螺栓的頻繁斷裂問(wèn)題，并沒(méi)有學(xué)者對(duì)此做出詳細(xì)、具體的研究工作。因此，本文圍繞法蘭螺栓斷裂問(wèn)題對(duì)刀盤(pán)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(wèn)題展開(kāi)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(pán)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通過(guò)現(xiàn)有的比較成熟的計(jì)算公式得出刀盤(pán)在掘進(jìn)過(guò)程中所受外載，并以此作為輸入條件進(jìn)行仿真，得到了刀盤(pán)法蘭處的軸向載荷及扭矩。采用工程實(shí)測(cè)的方式對(duì)仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性加以驗(yàn)證，得到的結(jié)果

3、表明法蘭處載荷僅為設(shè)計(jì)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(jì)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(shuō)明了這種連接結(jié)構(gòu)需要做出相關(guān)的改進(jìn)。并通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接結(jié)構(gòu)的雙頭螺柱進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)，以一組實(shí)驗(yàn)樣件的疲勞斷裂情況對(duì)理論計(jì)算及仿真分析方式的準(zhǔn)確性加以驗(yàn)證。
　　(3)再次，在理論分析的基礎(chǔ)上對(duì)螺紋連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，