矩形顶管机与常用的圆形盾构或掘进机相比较,具有空间利用率高和施工成本低等优点。本文通过前期对大断面矩形顶管机的壳体进行三维建模,分析并建立壳体受力模型,使用Solid Works有限元软件对壳体结构建模、约束设定和载荷确定进行简化,经过计算后对结构应力和变形进行分析并进一步优化模型,形成基于Solid Works三维建模的壳体设计、校验和优化方法,可为矩形顶管掘进机的壳体设计提供指导。

矩形顶管机掘进安全与铰接密封系统密切相关,设计选择合适的铰接密封型式是确保安全施工的关键因素之一。首先对三种类型(大、中、小)的矩形顶管机铰接结构进行建模,并研究其在设备掘进中的受力和形变量;再介绍了橡胶与多唇聚氨酯铰接密封的材质特征,同时对比拟合分析了两种密封型式在矩形顶管机中使用的效果。分析表明,多唇聚氨酯密封较之橡胶密封更适用于矩形顶管机。其唇形大压缩量密封的特点能适应矩形顶管机的铰接结构形变的自适应需求,确保了密封性能稳定性,可以作为矩形顶管机铰接密封理论基础,为设计提供技术支撑。