刀盤(pán)作為隧道掘進(jìn)機(jī)的核心部件,其再制造工作是隧道掘進(jìn)機(jī)再制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。刀盤(pán)磨損反映刀盤(pán)的力學(xué)性能及損傷壽命,是再制造的重要因素。本文在分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,建立刀盤(pán)掘進(jìn)仿真模型;基于掘進(jìn)模型計(jì)算,對(duì)刀盤(pán)進(jìn)行系統(tǒng)的磨損規(guī)律分析;基于拓?fù)鋬?yōu)化分析結(jié)合刀盤(pán)磨損規(guī)律對(duì)刀盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);基于影響磨損的多個(gè)條件參數(shù),建立刀盤(pán)磨損壽命預(yù)測(cè)模型;利用刀盤(pán)磨損壽命預(yù)測(cè)等方法對(duì)刀盤(pán)再制造進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）為進(jìn)行刀盤(pán)磨損的一系列研究,建立刀盤(pán)掘進(jìn)仿真模型。通過(guò)對(duì)滾刀破巖體積及巖碴分布的計(jì)算,在EDEM內(nèi)粘結(jié)巖體顆粒床模型。將約束好的刀盤(pán)及滾刀模型導(dǎo)入建立的巖體顆粒床模型內(nèi),進(jìn)行仿真分析。為驗(yàn)證模型正確性,利用掘進(jìn)仿真模型得到的刀盤(pán)載荷作為有限元力學(xué)模型的輸入,計(jì)算刀盤(pán)應(yīng)力應(yīng)變情況并與實(shí)際工程統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)比分析后得到二者具有較高的一致性,進(jìn)而說(shuō)明所建立刀盤(pán)掘進(jìn)模型可靠性較高。同時(shí)將載荷獲取方法與刀盤(pán)常用載荷分析法對(duì)比,說(shuō)明了本方法獲取刀盤(pán)載荷的簡(jiǎn)便性。（2）得到刀盤(pán)磨損規(guī)律。經(jīng)刀盤(pán)掘進(jìn)仿真模型計(jì)算分析得:刀盤(pán)磨損初現(xiàn)的區(qū)域在出碴槽附近和中心滾刀外側(cè)附近的面板,隨后磨損由外向內(nèi)擴(kuò)散... 

【文章來(lái)源】：河北工程大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

TBM刀盤(pán)Fig.1-1TBMcutterhead

第1章緒論1第1章緒論1.1課題的研究背景與意義全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)稱TBM(FullFaceRockTunnelBoringMachine),1983年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB4052-83)中給出其定義：TBM是一種靠旋轉(zhuǎn)并推進(jìn)刀盤(pán)，通過(guò)盤(pán)形滾刀破碎巖石而使隧洞全斷面一次成形的機(jī)器[1]。如果說(shuō)滾刀是TBM的牙齒，則刀盤(pán)就是TBM的臉面，擔(dān)負(fù)掘進(jìn)與排料等重要任務(wù)。隧道掘進(jìn)項(xiàng)目施工進(jìn)展的順利與否，很大程度上都與刀盤(pán)有著密切關(guān)系[2]。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)步提升，TBM作為大型工程挖掘機(jī)械裝備，肩負(fù)的任務(wù)越來(lái)越多，應(yīng)用的領(lǐng)域也逐漸趨于多樣化。在城市地鐵，地下管廊，鐵路隧道及公路隧道中均應(yīng)用廣泛。為適應(yīng)復(fù)雜多變的施工環(huán)境，國(guó)內(nèi)TBM生產(chǎn)制造行業(yè)也正在進(jìn)入一個(gè)新階段。從之前產(chǎn)品完全依賴進(jìn)口，到逐漸縮小進(jìn)口比例，甚至目前國(guó)內(nèi)可進(jìn)行少量的自主研發(fā)及生產(chǎn)。如圖1-1，1-2所示，分別為我國(guó)自主研發(fā)的最大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)“彩云號(hào)”的刀盤(pán)及整機(jī)。由此可見(jiàn)，掘進(jìn)機(jī)的市場(chǎng)正迎來(lái)前所未有的機(jī)遇[3]。圖1-1TBM刀盤(pán)圖1-2TBM整機(jī)Fig.1-1TBMcutterheadFig.1-2TBMcompletemachine刀盤(pán)作為T(mén)BM破巖的核心部件，是最易誘發(fā)損傷的部件之一。在TBM掘進(jìn)過(guò)程中刀盤(pán)因受到由盤(pán)形滾刀破巖后所產(chǎn)生巖碴的碰撞、摩擦及掌子面擠壓進(jìn)而導(dǎo)致磨損、裂紋及變形等失效形式的發(fā)生，如圖1-3所示。

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