一种新型小转弯半径TBM推进系统设计与分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2020.07.019

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隧道建设（中英文） ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (7): 1081-1087.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2020.07.019

一种新型小转弯半径TBM推进系统设计与分析

姜礼杰，文勇亮，贾连辉，陈宝宗，贺飞

（中铁工程装备集团有限公司，河南郑州 450016）

出版日期:2020-07-20 发布日期:2020-07-30
作者简介:姜礼杰（1987—），男，河南商丘人，2017年毕业于合肥工业大学，机械电子工程专业，博士，工程师，从事机器人技术与应用、隧道掘进机设计研发工作。E-mail: jianglijie001@126.com。

Design and Analysis of a New TBM Propulsion System with Small Turning Radius

JIANG Lijie, WEN Yongliang, JIA Lianhui, CHEN Baozong, HE Fei

(China Railway Engineering Equipment Group Co., Ltd., Zhengzhou 450016, Henan, China)

Online:2020-07-20 Published:2020-07-30

摘要/Abstract

摘要： 针对目前全断面硬岩掘进机（TBM）转弯半径受限的问题，设计一种可实现TBM超小半径转弯的新型推进系统。首先，对该推进系统的结构组成与工作原理进行阐述，建立推进系统的数学模型，并利用解析法对系统的运动学性能进行分析；然后，根据实际设计负载，利用Adams计算工具对TBM刀盘系统破岩时推进系统油缸的运行工况进行仿真分析，验证该方案设计的理论可行性；最后，将其应用于山东文登抽水蓄能电站工程项目，进行搭载验证。研究结果表明：搭载新型推进系统的TBM能够实现30 m小半径转弯的项目施工要求，满足实际工程应用性能指标。

关键词: TBM, 推进系统, 小转弯半径, 并联机构, Adams计算

Abstract: At present, the turning radius of tunnel boring machine(TBM) is restricted. Hence, a new type of propulsion system which can realize ultrasmall radius turning of TBM is designed. Firstly, the structure composition and working principle of the propulsion system are described, the mathematical model of propulsion system is established, and the kinematic performance of the system is analyzed by means of analytical method. And then, according to the actual design load, the operation condition of the oil cylinder of the propulsion system when the TBM cutterhead breaks rock is simulated and analyzed by Adams so as to verify the theoretical feasibility of the scheme design. Finally, the propulsion system is applied to Wendeng pumped storage power station project in Shandong. The applicable results show that the smallturning radius (30 m) of TBM equipped with the new propulsion system can be achieved, and the performance indices of practical engineering application can be met.

Key words: tunnel boring machine(TBM), propulsion system, smallturning radius, parallel mechanism, Adams calculation

中图分类号:

U 455.3+1

姜礼杰, 文勇亮, 贾连辉, 陈宝宗, 贺飞. 一种新型小转弯半径TBM推进系统设计与分析[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1081-1087.

JIANG Lijie, WEN Yongliang, JIA Lianhui, CHEN Baozong, HE Fei.

Design and Analysis of a New TBM Propulsion System with Small Turning Radius [J]. Tunnel Construction, 2020, 40(7): 1081-1087.

[1]	赵海雷, 孙振川, 张兵, 王亚锋, 杨延栋, 秦银平, 李宏波. 基于CSM改进模型的TBM刀盘关键参数相关性研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(S1): 169-178.
[2]	孙振川, 杨延栋, 李凤远, 张兵. 基于隧道工程实例的TBM破岩特征参数研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(S1): 25-30.
[3]	杨冬建, 卓普周, 郭正刚, 孟智超, 白亮, 霍军周. 基于机器操作的TBM一体化刀具系统设计及试验研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(8): 1236-1242.
[4]	刘泽, 王勇, 李小锋, 吴志昊. 海域复杂地质双模式TBM设备选型与应用关键技术[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 868-872.
[5]	孙海波. 再制造TBM主驱动装配关键工艺及齿轮副啮合质量检验技术[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 890-897.
[6]	张斌荣, 管会生, 谭孝锋, 廖江, 杨骁, 李霞. 基于MATLAB/Simulink的TBM边滚刀动力学模型及振动分析[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 833-839.
[7]	王明友, 侯少康, 刘耀儒, 金峰. TBM 豆砾石回填灌浆密实度对支护效果的影响研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 326-336.
[8]	段志伟, 杜立杰, 吕海明, 王家海, 刘海东, 富勇明. 基于主成分分析与BP神经网络的TBM围岩可掘性分级实时识别方法研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 379-388.
[9]	朱朋金, 赵康林, 肖利星. TBM侧向平移、空推新设备的研发及应用[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 417-425.
[10]	杨延栋, 孙振川, 李凤远, 张兵, 许华国. TBM掘进模态综合实验平台升级改造研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(11): 1570-1577.
[11]	徐剑安, 李建斌, 荆留杰, 徐受天, 游宇嵩. TBM关键参数智能掘进系统的设计与实践[J]. 隧道建设, 2020, 40(11): 1673-1681.
[12]	陈桥, 孙振川, 张兵, 王超峰, 杨将晓, 王发民. 超大直径盾构在海域软土地层掘进推进系统参数控制方法研究 ———以汕头海湾隧道工程为例[J]. 隧道建设, 2020, 40(1): 126-133.
[13]	韩小亮. 敞开式TBM 主轴承外密封挡圈断裂脱落解决案例分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 393-397.
[14]	汪旭，孟露，程德胜，卢松. TBM施工隧道管片衬砌段回填注浆质量检测综合物探方法研究及应用[J]. 隧道建设, 2019, 39(S1): 166-175.
[15]	张斌荣，管会生，赵昌盛，王默. 双模式TBM刀具破岩试验台有限元仿真分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(S1): 290-295.

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Design and Analysis of a New TBM Propulsion System with Small Turning Radius

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