矩形共同沟用掘进装置的研究
[Abstract]:The rectangular tunneling device is a kind of equipment which can realize the common trench excavation of rectangular section in the areas where it is difficult to carry out the open excavation construction in the city center and the ancient building protection area. With the increasing demand for the construction of common ditches in various cities, the research on this device is very urgent and has a broad application prospect. In this paper, the whole structure, construction technology, cutting cutter head and other key parts of the device are studied. The main contents are as follows: comparing and analyzing many kinds of soil pressure analysis theory, The earth pressure of the excavated strata is analyzed by using the more reasonable theory of Terzaghi, and the relevant parameters of the helical soil transport equipment are analyzed and calculated according to the principle of soil pressure balance. The vertical and lateral earth pressure of the formation, the thrust required by the cutter head and the whole machine during the construction process, the main structural dimensions and performance parameters of the helical soil conveying equipment are calculated. It provides a theoretical basis for the design and selection of the whole structure of the device and its main parts. In this paper, a new type of spoke type double cutter head with telescopic shank is designed, and the structure of cutter head, tool selection and arrangement and driving mode of cutter head are designed. The caterpillar chassis is innovatively applied to realize the separation of the cutter head propulsion and the device propulsion, and the sliding propulsion at the bottom of the traditional shield shell is changed to the rolling form, which effectively reduces the propulsion resistance and the installation power of the device. This paper introduces the synchronous construction method of tunneling and cast-in-place lining, and designs the rectangular shield shell, locking mechanism and propelling mechanism of cutter head according to the technological requirements. Finally, the three-dimensional model of the driving device is established, and the main technical parameters of the device are determined. Through the kinematic simulation analysis, the cutting path diagram of each tool and the cutting speed curve of each cutter and five-prism cutter are obtained, which provides a theoretical basis for the selection and replacement of cutting tools in actual construction. By analyzing the cutting mechanism of cutter and telescopic shank, the cutting torque needed for cutter head operation is calculated. The finite element analysis is carried out on the cutter head under different cutting depths. The results show that the change of cutting depth has little effect on the strength and stiffness of the cutter head, and its strength and stiffness meet the requirements. The reliability analysis and evaluation including static stress strength analysis and finite element fatigue analysis are carried out on the key parts of the device by using SolidWorks Simulation. The results show that the design strength, stiffness and fatigue life of the key parts, such as the propelling mechanism of the cutter head, the driving shaft of the cutter head, the locking helical shaft and the shield housing connecting seat, all meet the construction requirements, and the structure design is reasonable.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU990.3;TU94
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,本文编号:2269029
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