TBM刀盤法蘭螺栓群緊固特性及結(jié)構(gòu)改進設計.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)果的準確性加以驗證，得到的結(jié)果

3、表明法蘭處載荷僅為設計標準的十分之一，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準螺紋牙連接結(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。并通過對標準螺紋連接結(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確性加以驗證。
　　(3)再次，在理論分析的基礎上對螺紋連接結(jié)構(gòu)進行改進，