本文關(guān)鍵詞：全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)滾刀最優(yōu)刀間距計(jì)算公式研究

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【摘要】：基于剪切與張拉破巖機(jī)制,提出拉剪綜合失效機(jī)制假設(shè);建立了非協(xié)同切削與協(xié)同切削體積模型,推導(dǎo)了協(xié)同切削模式的滾刀比能耗理論模型;通過離散元仿真得到滾刀侵入巖石裂紋長度與貫入度的映射關(guān)系;推導(dǎo)出滾刀最優(yōu)刀間距理論公式;以全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(TBM)回轉(zhuǎn)切削試驗(yàn)臺為基礎(chǔ),水泥模擬料為切削對象,通過多次壓痕試驗(yàn)得到滾刀貫入度和巖石裂紋長度的趨勢曲線,驗(yàn)證了仿真結(jié)果;通過滾刀滾動(dòng)破巖進(jìn)行了12組不同貫入度與刀間距的物理切削試驗(yàn),統(tǒng)計(jì)滾刀做功與巖石破碎體積,擬合得到比能耗關(guān)系曲線,驗(yàn)證了最優(yōu)刀間距理論公式的結(jié)論。研究表明:TBM滾刀最優(yōu)刀間距計(jì)算公式綜合考慮了巖石特性與滾刀結(jié)構(gòu)特性,適應(yīng)性較廣泛;刀間距超過滾刀協(xié)同工作距離時(shí),滾刀破巖以剪切破碎為主;刀間距小于2倍巖石裂紋長度時(shí),張拉破碎的影響更加明顯;隨著貫入度的增加,最優(yōu)刀間距逐漸增大,而最優(yōu)滾刀間距S與貫入度P之比(S/P)值則逐漸減小。
【作者單位】： 中南大學(xué)高性能復(fù)雜制造國家重點(diǎn)試驗(yàn)室;中南大學(xué)輕合金研究院;中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】：973計(jì)劃(No.2013CB035401) 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.51274252) 863計(jì)劃(No.2012AA041801)~~
【分類號】：U455.31
【正文快照】： 1引言隨著我國隧道工程的展開,全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(full face rock tunnel boring machine,TBM)以其施工效率高、掘進(jìn)安全、噪聲小等諸多優(yōu)點(diǎn),在隧道施工中日益使用廣泛。TBM掘進(jìn)通過刀盤的推進(jìn)和轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的,巖石的破壞和剝落則通過刀盤上的盤形滾刀切削來實(shí)現(xiàn)。滾刀刀間距的

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本文編號：1166689