TBM掘进机后续带式输送机关键技术研究

摘要

随着我国城市现代化进程的加快以及人口的不断涌入，越来越多的城市开始建设地铁、越江隧道等工程以缓解地面交通压力，TBM掘进机后续带式输送机在隧道出渣工作中发挥着举足轻重的作用，其在几项关键技术上与普通带式输送机不完全相同，因此有必要对几项关键技术开展研究。
　　本文阐述了TBM掘进机后续带式输送机在平面转弯、软起动与功率平衡、张紧系统、储带装置及监控系统几个方面的研究现状，提出了平面转弯的基本原理与实现措施，对具有自动调节倾斜角度功能的转弯段托辊组进行分析，并运用ADAMS软件对其动态调节性能进行仿真研究，给出转弯半径、转弯段阻力及几何尺寸的计算方法，提出转弯所受限制及转弯困难时的解决方法。分析了带式输送机的起动特性，对常用软起动装置进行分析比较，指出变频软起动是一种较为理想的起动方式，对变频软起动进行研究，分析了变频器的基本组成、变频调速原理及特性，结合实例，借助Belt Analyst软件对带式输送机起动时的动态特性进行仿真分析，推导了驱动滚筒的牵引力配比公式，得出影响牵引力配比的主要因素，指出了电机功率配比的设计方法，分析了电机功率平衡的控制策略。指出了张紧装置的作用与布置原则，对张紧力与张紧行程进行分析并给出了计算方法，对常用张紧装置进行分析比较，指出变频自动张紧系统的优越性，分析了该种张紧系统的结构组成、工作原理及特点，建立了张紧系统的数学模型及仿真模型并运用SIMULINK软件进行仿真分析，得到张紧系统的动态特性，采用线性二次型LQ最优控制对张紧系统进行校正，得到了期望的稳态输出值，分析了储带装置的设计思路、结构组成及工作原理。对监控系统进行总体分析设计，对带式输送机全线主要监测点进行分析，针对主要监测点对传感器及保护装置进行选型，指出传感器及保护装置的布置位置，对视频监测系统进行设计，进一步提高带式输送机出渣过程的安全性与可靠性。
　　论文通过对几项关键技术的研究，可以实现对TBM掘进机后续带式输送机的优化设计，为TBM掘进机后续带式输送机的应用提供理论支撑，对我国隧道建设中的出渣工作具有重要的借鉴意义。

目录

第一个书签之前

摘要

ABSTRACT

Contents

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的与意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 平面转弯的研究

2.1 平面转弯原理与实现措施

2.2 转弯段托辊组的分析研究

2.3 转弯段相关参数计算

2.4 转弯所受限制与采取的措施

2.5 本章小结

3 软起动与功率平衡的研究

3.1 带式输送机起动特性分析

3.2 常用软起动装置的分析比较

3.3 变频软起动的研究

3.4 功率平衡分析

3.5 本章小结

4 张紧系统与储带装置的研究

4.1 张紧装置的作用与布置原则

4.2 张紧力与张紧行程的分析

4.3 常用张紧装置的分析比较

4.4 变频自动张紧系统的研究

4.5 变频自动张紧系统数学模型的建立

4.6 基于SIMULINK的变频自动张紧系统仿真分析

4.7 储带装置的研究

4.8 本章小结

5 监控系统的分析设计

5.1 监控系统总体分析设计

5.2 综合保护系统分析设计

5.3 本章小结

6.1 主要结论

6.2 内容展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间取得的学术成果和获奖情况