【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于全断面隧道掘进机掘金，以全断面隧道掘进机简称tbm机头架-护盾为研究对象，设计了一种变阻尼tmd减振机构缩尺实验台，以验证mr-tmd-tbm减振方案的可行性。
技术介绍
1、全断面隧道掘进机(tbm)是一种将电气、机械和土木等领域多种先进技术融合的大型复杂隧道掘进施工设备，与传统爆破法相比，其具有施工周期短、对环境破坏少和工作安全可靠等优点，当前已被广泛应用于各类隧道的开挖。全断面隧道掘进机主要由主机系统和后配套系统两部分组成。在tbm实际工作过程中，由驱动系统带动刀盘旋转，推进系统带动整机向前进给，实现滚刀的旋转挤压破岩。由于tbm在掘进过程中经常遇到高硬度围岩、破碎带等恶劣工况，导致其承受由于挤压破岩所产生的空间多点作用力，主机系统关键部件振动异常剧烈。
2、tbm主机系统由于其振动剧烈而导致关键部件频繁损坏的问题日益突出，对tbm减振设计已经迫在眉睫。减振方式的选取应以tbm主机系统关键部件的动态特性为理论依据。因此在进行减振设计时，通过搭建减振机构缩尺实验台获取振动环境下tbm主机系统关键部件的动态特性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的时为从实验层面验证mr-tmd-tbm减振结构的减振性能提供平台。缩尺实验台具备以下功能：模拟机头架的轴向平移和横向倾覆运动；加载系统可以实现不同方向、不同频率和不同幅值的加载；tmd系统中阻尼装置应可以实时调节，以确定阻尼系数改变对减振效果的影响，从侧面验证mr-tmd-tbm减振方案的可行性。
3、一种全断面掘进机变阻尼减振实验台，包括被减振装置1、加载系统2和可变阻尼tmd减振装置3；变阻尼tmd缩尺实验台整体结构示意图如图1所示；
4、所述的被减振装置1主要由后座1-1、弹簧1-2、被减振块1-3、连接法兰1-4和底座4五部分组成；在后座1-1和被减振块1-3之间安装弹簧1-2，用以提供被减振块1-3所需的支撑刚度；在弹簧1-2内部有导杆贯穿，用以限制弹簧的径向位移；底座4有两种结构形式，当系统做轴向减振验证实验时，底座4系统主要由第一导轨1-5和连接法兰1-4组成，被减振块1-3与滑块通过连接法兰1-4连接，被减振块1-3可在外载的作用下沿滑轨1-5做轴向往复运动；当系统做横向倾覆减振验证实验时，底座4主要由回转支承1-6和连接法兰1-4组成，被减振块1-3与回转支承1-6通过连接法兰1-4连接，被减振块1-3可在外载的作用下沿回转支承1-6外圈做横向倾覆运动。
5、所述的加载系统2采用多个驱动源组合的方式，包括电液伺服作动器2-1；两个电液伺服作动器2-1并联，一端固定在被减振块1-3上，另一端固定在底座4的固定板上；当两个电液伺服作动器2-1输出驱动力方向相同时，实现被减振块1-3的轴向加载；当两个电液伺服作动器2-1输出驱动力方向相反时，实现被减振块1-3的横向倾覆加载，电液伺服作动器2-1安装及加载示意图如图4所示。
6、所述的可变阻尼tmd减振装置3包括导杆3-1、tmd质量块3-2、中间块3-3、弹簧3-4、第二滑轨3-5、附加质量块3-6、传导块3-7和电涡流阻尼器3-8，tmd质量块3-2是一个框架结构，其中间安装有中间块3-3；tmd质量块3-2底部通过滑块在第二滑轨3-5上做单方向做往复运动；电涡流阻尼器3-8通过螺栓分别与tmd质量块3-2、中间块3-3相连；传导块3-7两端通过滑块在固定在中间块3-3上的第二滑轨3-5上做单方向做往复运动；导杆3-1两端固定在tmd质量块3-2，弹簧3-4套在位于tmd质量块3-2和中间块3-3之间的导杆3-1，起到横向的缓冲作用；附加质量块3-6固定在tmd质量块3-2上，以探究tmd质量块3-2质量变化对减振效果的影响。可变阻尼tmd减振装置3结构如图6所示。
7、所述的被减振装置1的被减振块1-3与可变阻尼tmd减振装置3的传导块3-7通过连接块固定，以传递被减振块的振动情况。连接块两端分别与被减振块1-3和传导块3-7通过螺栓相连。
8、本专利技术的有益效果：所搭建缩尺实验台即可以模拟机头架的轴向平移和横向倾覆运动，又可以实现不同方向、不同频率和不同幅值的加载。本专利技术为从实验层面验证mr-tmd-tbm减振结构的减振性能提供平台，tmd系统中阻尼装置可以实时调节，以确定阻尼系数改变对减振效果的影响，从而确定不同工况下系统的最优减振参数，并指导后续关键部件的选型。
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1.一种全断面掘进机变阻尼减振实验台，其特征在于，该全断面掘进机变阻尼减振实验台包括被减振装置(1)、加载系统(2)和可变阻尼TMD减振装置(3)；
【技术特征摘要】
1.一种全断面掘进机变阻尼减振实验台，其特征在于，该全断面掘进机变阻尼减振...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，毋振，霍军周，杨帆，
申请(专利权)人：新疆水发建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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