針對(duì)復(fù)雜多變地質(zhì)環(huán)境,為可高效可靠地開展掘進(jìn)機(jī)刀盤刀具選型設(shè)計(jì)及掘進(jìn)參數(shù)精準(zhǔn)選擇,研究不同地質(zhì)環(huán)境、不同掘進(jìn)參數(shù)條件下多掘進(jìn)機(jī)破巖機(jī)制物理試驗(yàn)特點(diǎn),結(jié)合隧道掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)工作特點(diǎn),設(shè)計(jì)一種隧道掘進(jìn)機(jī)螺旋推進(jìn)式破巖伺服試驗(yàn)機(jī)。通過(guò)分析室內(nèi)開展隧道掘進(jìn)機(jī)破巖試驗(yàn)的重難點(diǎn)與試驗(yàn)機(jī)的通用性、寬泛性,重點(diǎn)針對(duì)試驗(yàn)機(jī)框架結(jié)構(gòu)、刀盤結(jié)構(gòu)和刀具安裝裝置等,采用有限元對(duì)其可靠性進(jìn)行仿真計(jì)算,確定關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù),確保試驗(yàn)機(jī)工作穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)可靠性,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)的研制。

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【部分圖文】：

圖1隧道掘進(jìn)機(jī)破巖試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖(單位:mm)

作為力學(xué)試驗(yàn)機(jī),最重要的是所有的力學(xué)加載必須要穩(wěn)定,即試驗(yàn)機(jī)本身的受力結(jié)構(gòu)必須有足夠的剛性和穩(wěn)定性,才能夠保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠。設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中,掘進(jìn)反力全部由框架承擔(dān),要求框架具有足夠的剛度和強(qiáng)度。框架參數(shù)如表2所示,框架結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3封閉反力框架結(jié)構(gòu)圖

圖2隧道掘進(jìn)破巖試驗(yàn)機(jī)

圖2隧道掘進(jìn)破巖試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)機(jī)框架、刀盤、刀箱等主要結(jié)構(gòu)件采用Q345A結(jié)構(gòu)鋼,材料屈服強(qiáng)度為345MPa,設(shè)計(jì)安全系數(shù)按照1.2考慮,最大應(yīng)力不超過(guò)287.5MPa。結(jié)構(gòu)安裝的精密運(yùn)動(dòng)部件主要為直線導(dǎo)向軸承,安裝調(diào)整值不大于3mm,按照1.2安全系數(shù),位移變形值不大于2.5mm....

圖3封閉反力框架結(jié)構(gòu)圖

框架承受的內(nèi)力主要包括推進(jìn)油缸的推進(jìn)反力和工作時(shí)克服旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩反力,受力點(diǎn)分別位于框架立柱上的鉸座和滑塊安裝座板的側(cè)面,最大應(yīng)力為274.73MPa,大部分區(qū)域應(yīng)力在22MPa以下,如圖4所示。位移變形如圖5所示,由圖可知,位移最大值為1.99mm,主要集中于推進(jìn)油缸安裝的鉸接座....

圖4推力轉(zhuǎn)矩作用下框架應(yīng)力(單位:MPa)

圖4推力轉(zhuǎn)矩作用下框架應(yīng)力(單位:MPa)3刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真

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