盾構(gòu)機(jī)盤(pán)形滾刀垂向振動(dòng)特性研究.pdf

1、當(dāng)前,中國(guó)已經(jīng)成為世界最大的盾構(gòu)機(jī)市場(chǎng),我國(guó)盾構(gòu)機(jī)市場(chǎng)需求旺盛。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家預(yù)計(jì),隨著我國(guó)城市軌道交通的發(fā)展,各類(lèi)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)未來(lái)潛在市場(chǎng)將有200億元以上的產(chǎn)值。作為盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)上一類(lèi)重要的掘進(jìn)刀具——滾刀,在掘進(jìn)過(guò)程中不僅破巖量大,而且速度快,其破巖效率直接影響了盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的效率。而滾刀的垂向振動(dòng)直接影響滾刀的破巖效率、滾刀的使用壽命。研究滾刀振動(dòng)特性,對(duì)于指導(dǎo)設(shè)計(jì)高效高性能滾刀,以及對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)軸向推進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的深入研究意義極其重

2、大。本論文來(lái)源于該973項(xiàng)目中的子課題——“巖土切削機(jī)理與刀盤(pán)設(shè)計(jì)理論”。
　　 本文完成了如下的主要工作:
　　 (1)分析了盤(pán)形滾刀的力學(xué)模型,在以往研究的二自由度振動(dòng)模型基礎(chǔ)上,將盤(pán)形滾刀分為三部分進(jìn)行分析研究,進(jìn)行了更為合理的節(jié)點(diǎn)劃分、質(zhì)量集中和剛度、阻尼的研究與計(jì)算,建立了三自由度的盤(pán)形滾刀垂向振動(dòng)模型。該模型能夠更為貼近的反映盤(pán)形滾刀垂向振動(dòng)的實(shí)際情況。
　　 (2)利用MATLAB軟件對(duì)滾刀垂向振動(dòng)

3、模型進(jìn)行了仿真。本文以海瑞克滾刀與實(shí)驗(yàn)滾刀為例進(jìn)行了算例分析,并分別以接近實(shí)際工況的階躍力和正弦力作為輸入條件,對(duì)振動(dòng)模型進(jìn)行了仿真。通過(guò)仿真分析了滾刀振動(dòng)的特性。
　　 (3)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)臺(tái)盤(pán)形滾刀固有頻率測(cè)量實(shí)驗(yàn)。根據(jù)幅頻特性曲線(xiàn)確定盤(pán)形滾刀固有頻率,由此驗(yàn)證相關(guān)的結(jié)論。
　　 (4)利用現(xiàn)有回轉(zhuǎn)切削實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)臺(tái)盤(pán)形滾刀垂向振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng),成功解決了滾刀振動(dòng)測(cè)試難的問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn),獲得了實(shí)驗(yàn)臺(tái)盤(pán)形滾刀切削過(guò)程中