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聯(lián)系我們TBM推進液壓ATOS油缸動態(tài)特性分析
全斷面硬巖掘進裝備(TBM)是應用于硬巖地質的大型隧道施工設備,在破巖掘進過程中強振動問題十分突出。強基礎振動對TBM推進液壓ATOS油缸的動態(tài)特性有重大影響。且目前TBM推進液壓ATOS油缸的選型和設計均依靠理論壓力和流量要求,未考慮基礎振動帶來的影響。
TBM推進液壓ATOS油缸動態(tài)特性分析
為探索基礎振動對推進液壓ATOS油缸動態(tài)特性的影響規(guī)律,改善液壓ATOS油缸動態(tài)特性,提高TBM推進性能,完善液壓ATOS油缸選型和設計理論,開展的主要工作如下：基于環(huán)形縫隙流理論建立了有無基礎振動下液壓ATOS油缸動態(tài)特性數(shù)學模型,并實驗驗證了模型的正確性。液壓ATOS油缸在工程上可視為承受軸向壓縮的階梯細長壓桿,其穩(wěn)定性影響機構可靠性.液壓ATOS油缸由直徑不同的缸體和活塞桿構成,把液壓ATOS油缸的每段結構視作1個受壓單元,受壓單元中的彎矩和剪力分別表示為狀態(tài)向量,求出單元矩陣,通過各單元傳遞矩陣相乘,獲得活塞桿2端的狀態(tài)向量關系,根據(jù)液壓ATOS油缸不同約束條件,推導液壓ATOS油缸穩(wěn)定性普遍方程.結合MATLAB優(yōu)化設計技術,獲取體積約束條件下液壓ATOS油缸的合理尺寸,通過和Ritz法計算結果比對,并進行模型實驗驗證,表明該方程計算結果接近準確值.對比分析了有無基礎振動下液壓ATOS油缸動態(tài)特性的差異,得到了不同軸向基礎振動參數(shù)下液壓ATOS油缸動態(tài)特性的變化規(guī)律。以壓力波動幅值為無基礎振動時壓力的10%為失效臨界值,確定了液壓ATOS油缸正常工作允許的振動幅值-頻率組合范圍,并提出了軸向基礎振動下液壓ATOS油缸的選型準則及流程。單因素分析了軸向基礎振動下液壓ATOS油缸動態(tài)特性隨活塞直徑、腔體長度、活塞寬度和縫隙高度的變化規(guī)律,并以壓力波動幅值、zui大油液內泄漏和活塞桿工作安全系數(shù)為響應值,對液壓ATOS油缸進行了結構參數(shù)的響應曲面法優(yōu)化研究,確定了多個響應值同時滿足工程實際要求的液壓ATOS油缸*結構參數(shù)組合,優(yōu)化后的液壓ATOS油缸正常工作允許的振動幅值-頻率組合范圍拓寬了45%,并提出了軸向基礎振動下液壓ATOS油缸的優(yōu)化設計流程。
