马蹄形盾构连续皮带机的动态分析与研究

发布时间：2019-09-26 07:06

【摘要】：在当今世界,随着地下隧道工程和高速重载铁路项目的快速发展,越来越多的施工开始使用盾构机来挖掘隧道。其中位于陕西省靖边县的在建蒙华铁路白城隧道采用了世界首台异型大断面马蹄形盾构掘进机进行开挖,该隧道的总体长度为3345米,盾构挖掘长度3000米,开挖断面为10.950米×11.9米。因盾构隧道距离长、开挖面积大,同时为了与转载皮带机更好的衔接,选用了连续皮带机进行作业。皮带输送机具有及时清渣、传输效率高、能源消耗低等优势,以往经常被应用在煤矿运输或TBM上,白城隧道是国内首次采用盾构法施工的铁路隧道并采用皮带输送机出渣的项目,与煤矿运输或TBM有很大不同,可能会由于输送物料湿度大出现皮带与滚筒之间打滑、托辊间距不合理皮带抖动厉害、启动时间不合理皮带机加速过大等状况的发生。这些问题对输送机的长期运行具有重大的隐患,有必要针对这些问题进行详细的研究。在施工作业中,连续皮带机的工况包括空载启动和有载启动,一般情况下盾构机在出渣完毕后,后续皮带机需要继续运行,保证皮带上物料输送完毕。但是在隧道里随时会出现意外状况,停机后不能保证渣土清理完毕,因此出现了有载启动的情形,并且不管是有载和空载过程中对滚筒、托辊、输送带的损耗都比较大。本论文针对上述可能损坏情况,利用DTII型带式输送机设计手册中逐点张力法对输送机钢丝绳输送带各特征点的张力进行计算和校核,在多体动力学软件RecurDyn中建立简化的带式输送机模型,主要包括托辊、滚筒和输送带,其中输送带以带块的建模形式直接采用柔性连接力进行连接,在软件中对连续皮带机进行动态仿真,并模拟仿真在启动时间不同、托辊间距不同以及有无物料负载状况下三种工况下对带速、张力动态特性的影响。根据以上研究结论,在施工现场进行了托辊间距的调整,在容易出现皮带抖动和渣土受料段增加托辊并且合理调整螺旋输送机下料量,最终输送带抖动导致物料洒落和输送带打滑的现象以及托辊的更换频率都明显得到了控制,以后该方法可以引入到更长的隧道出渣项目中,具有重大工程实践指导意义。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U455.39

【参考文献】

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本文编号：2541932