基于黏性耦合机理的TBM刀盘脱困特性

作     者：廖湘平 龚国芳 彭雄斌 吴伟强 LIAO Xiang-ping;GONG Guo-fang;PENG Xiong-bin;WU Wei-qiang

作者机构：浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2016年第50卷第5期

页      面：902-912页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家"973"重点基础研究发展规划资助项目(2013CB035400) 国家"863"高技术研究发展计划资助项目(2012AA041803) 国家自然科学基金资助项目(51221004) 

主　　题：液体黏性离合器 TBM刀盘脱困技术 AMESim仿真 温升影响 优化油膜控制 

摘      要：针对全断面硬岩掘进机(TBM)在实际工程应用中的卡机问题,对比分析现有TBM刀盘驱动系统的优缺点,设计基于液体黏性离合器(HVC)的新型TBM刀盘驱动方案,可实现在不增加系统装机功率的前提下提升TBM脱困扭矩.针对TBM脱困过程的发热问题,设计液体黏性离合器的油温冷却系统.根据油膜承载力及湿式离合器模型,构建液体黏性离合器的AMESim模型.基于新型TBM刀盘驱动系统仿真模型,研究黏性耦合作用下的TBM刀盘脱困机理,得到温升、离合器油膜厚度控制因素对TBM脱困性能的影响规律,提出电液比例溢流阀的控制策略.结果表明:通过优化设计油膜厚度控制曲线,可以实现脱困扭矩为2倍额定扭矩,持续时间长达79s的扭矩曲线,较好地满足TBM脱困对于脱困扭矩大、持续时间长的工程需求.