TBM（全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)）以其掘進(jìn)速度快、施工質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)安全等特點(diǎn),被廣泛用于隧道建設(shè)。盤形滾刀作為TBM的關(guān)鍵部件,其性能直接影響TBM的掘進(jìn)效率。在TBM作業(yè)過程中,盤形滾刀與巖石直接接觸并破碎巖石,承受著全部的破巖力和破巖產(chǎn)生的振動(dòng),這使得盤形滾刀成為掘進(jìn)機(jī)最容易失效的部件。盤形滾刀圈是滾刀系統(tǒng)中最易磨損的部件,其與巖石之間相互作用并隨著破巖的進(jìn)行而不斷磨損。因此,在傳統(tǒng)盤形滾刀（正楔形盤形滾刀）基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新型盤形滾刀（偏楔形盤形滾刀）以提高盤形滾刀的耐磨性和對盤形滾刀系統(tǒng)各部件的振動(dòng)特性分析對盤形滾刀的發(fā)展具有重要意義。提高盤形滾刀的耐磨性是新型盤形滾刀最重要的特性之一。本文從滾刀破巖角度出發(fā),分析盤形滾刀破巖點(diǎn)在最大應(yīng)力點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,解析滾刀圈磨損機(jī)理,提出新型盤形滾刀概念。盤形滾刀破巖載荷是研究滾刀系統(tǒng)振動(dòng)特性的重要條件。本文從盤形滾刀實(shí)際工況出發(fā),仿真得到滾刀破巖時(shí)間歷程載荷。通過分析滾刀系統(tǒng)各部件的裝配和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,建立盤形滾刀系統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)模型,研究正、偏盤形滾刀各部件的振動(dòng)特性,為研究盤形滾刀結(jié)構(gòu)和刀盤振動(dòng)提供理論基礎(chǔ)。本文的主要內(nèi)容如下:（1）根據(jù)盤形滾刀破巖... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)??

這超前而引起載荷的增大，增大了新滾刀的失效概率。為了提高滾刀的磨徑也不是無限增大的，其直徑也受到軸承、滾刀載荷和刀圈材料等限試驗(yàn)和實(shí)際工況下的經(jīng)驗(yàn)，１７寸窄形單刃盤形滾刀的破巖效果最佳。??表２－１盤形滾刀直徑及推力??（ｉｎ）?ＩＩ?】２?１３?１４?１５１／－）?１６３／ｐ?１７?１９?２?８??（ｍｍ）?２７９?３０５?３３０?３５６?３９４?４１６?４３２?４８３?５力（ｋＮ）?—?１００?１００?１５０?２００?２００?２００?２６０?３推力（ｋＮ）?—?—?１３０?１９０?２５０?２５０?２５０?３１０??形滾刀按其在刀盤上的位置又可以分成中心滾刀、正滾刀、過渡滾刀圖２－１所示。中心滾刀是布置在刀盤的中心區(qū)域；正滾刀是布置在中滾刀之間的滾刀；過渡滾刀是布置在刀盤外圓過渡曲面上的滾刀；邊盤外緣區(qū)，其切削刀布置成圓弧部分的滾刀。??

刀破巖效果和掘進(jìn)效率。為此，制造出常截面盤形滾刀，其優(yōu)點(diǎn)是在滾刀不斷磨損??時(shí)，其破巖截面形狀保持不變，滾刀受力不變，提高掘進(jìn)機(jī)的工作效率。常見楔形??盤形滾刀截面如圖２－２所示。??＂＂＂＾?＾?近似常截而??寬形弧Ｗ?窄形平刃?窄形弧刀??Ａ?＾?Ａ?Ａ?Ａ??圖２－２楔形盤形滾刀截面圖??２．２盤形滾刀破巖機(jī)理??２．２．１滾刀破巖理論??盤形滾刀主要承受垂直力、側(cè)向力和滾動(dòng)力作用，而且垂直力是引起巖石破碎??的主要原因。ＴＢＭ工作時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)推動(dòng)刀盤在沿著ＴＢＭ掘進(jìn)方向作勻速直線運(yùn)??動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)刀盤大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪安裝在刀盤上，從而帶動(dòng)刀??盤轉(zhuǎn)動(dòng)。盤形滾刀安裝在刀盤上，其木身沒有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在巖石和刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)的共同??作用下，滾刀在巖石表面以掌子面中心為圓心滾動(dòng)，從而掌子面上滾刀的軌跡為一??系列的同心圓。在空間上，盤形滾刀的軌跡為空間螺旋線。??盤形滾刀破巖機(jī)理大致分為三種理論。（１）盤形滾刀侵入巖石與巖石發(fā)生剪切??作用引發(fā)巖石的破壞；（２）盤形滾刀侵入巖石，在巖石內(nèi)部產(chǎn)生徑向裂紋，裂紋擴(kuò)??展到巖石表面引起破壞或者裂紋在巖石內(nèi)部與另一把盤形滾刀引起的裂紋相交引??起巖石破壞；（３）盤形滾刀侵入巖石引起巖石破壞是由拉伸作用、擠壓作用、剪切??作用和裂紋擴(kuò)展等多種機(jī)理共同作用引起的。在實(shí)際工況下


本文編號：3058713