TBM刀盘脱困驱动过程仿真研究.pdf

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1、2014年10月机床与液压Oet．2014第42卷第19期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．42No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．19．033TBM刀盘脱困驱动过程仿真研究赵阳，洪啸。(1．浙江树人大学城建学院，浙江杭州I310015；2．浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：简单介绍了TBM刀盘脱困装置的基本结构和工作原理，重点阐述了脱困装置的重要设备——液体黏性离合器的关键参数对TBM刀盘脱困过程的影响，并通过仿真对脱困过程中脱困扭矩与转速的关系、扭矩与液体黏性离合器的油膜厚度、

2、油膜厚度与控制压力的关系进行了分析。结果表明，所选择的TBM刀盘脱困驱动装置能大幅提高刀盘的输出扭矩，通过控制油缸活塞的位移实现对液体黏性离合器油膜厚度的控制，从而控制刀盘输出扭矩的范围，并能有效防止摩擦片直接接触造成摩擦片的破坏。关键词：岩石隧道掘进机(TBM)；刀盘脱困驱动装置；液体黏性离合器；油膜厚度中图分类号：TH137．9；TU621文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)19—123—4SimulationResearchofBreakoutProcessofTBMCutter-headDriverZHA0Yang1．．HONGXiao(1．Inst

3、ituteofUrbanConstruction，ZhejiangShuRenUniversity，HangzhouZhejiang310015，China；2．TheStateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl，ZhejiangUniversity，HangzhouZhejiang310027，China)Abstract：ThebasicstructureandworkingprincipleofTunnelBoringMachine(TBM)cutter—headbreakoutdriversystemwere

4、introduced．Theinfluencesofthekeyparametersofthehydro．viscousspeedclutch．animportantdeviceofTBMcutter—headdriveronthebreakoutprocess，wereexpounded．Throughsimulation，therelationshipbetweenthebreakouttorqueandspeed，torqueandoilfilmthicknessofhydro—viscousspeedclutch，oilfilmthicknessandcontrolp

5、ressureduringthebreakoutprocesswereanalyzed．There—suitsindicatethattheTBMbreakoutdrivingdevicecanimprovetheoutputtorqueofthecutter—headgreatly．Theoilfilmthicknessofthehydro·viscousspeedclutchcanbeadjustedbycontrolthedisplacementofthecylinder．Therefore，therangeofoutputtorqueofthecutter—headd

6、riversystemcanberegulatedaccordingly．Additionally，thedamagecausedbythedirectcontactofthefrictionplatesofthehydro·viscousspeedclutchcanbeavoidedeffectively．Keywords：TunnelBoringMachine(TBM)；Cutter—headbreakoutdriversystem；Hydro—viscousspeedclutch；Oilfilmthickness0前言象，严重影响TBM的工作效率和施工进度，因此刀全断面

7、硬岩掘进装备(TunnelBoringMachine，盘驱动系统尤其是刀盘的脱困驱动已引起国内外学者TBM)是一种融机械、液压、电气、土木、地质、检和施工方的高度重视。目前常用的刀盘驱动方式测与控制等多领域技术于一体的大型工程装备，是一有双速电机驱动、液压马达驱动及变频电机驱动等。种先进的现代化隧道施工设备。与传统的钻爆施工法双速电机只有两种转速，地质适应能力差；液压马达相比，TBM施工法具有掘进速度快、成形质量好、驱动作为主驱动，可以输出较大的扭矩，便于无级调安全可靠、成本低以及对环境破坏小等优点。因