基于刀盤載荷模型的刀盤性能評價(jià)研究.pdf

1、全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)在隧道建設(shè)、采煤采礦等工程中廣泛使用。隨著我國大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，硬巖掘進(jìn)機(jī)國產(chǎn)化進(jìn)程也越來越快，但是由于技術(shù)封鎖等原因，在此方面可見的技術(shù)成果非常有限，因此，建立我國自主的硬巖掘進(jìn)機(jī)相關(guān)設(shè)計(jì)理論體系顯得越來越重要。本文在國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，開展了針對TBM刀盤的設(shè)計(jì)與評價(jià)研究，主要包括了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　為研究刀盤設(shè)計(jì)過程中刀盤載荷與地質(zhì)參數(shù)、掘進(jìn)參數(shù)之間復(fù)雜的耦合作用關(guān)系，基于CSM（Colorad

2、o School of Mines）模型的滾刀受力載荷模型，建立了新的滾刀受力載荷模型。以此模型為基礎(chǔ)，研究了滾刀尺寸參數(shù)，地質(zhì)參數(shù)，掘進(jìn)參數(shù)（貫入度）對滾刀受力的影響。
　　通過建立了整體的刀盤受力載荷模型，研究了滾刀在刀盤上載荷分布情況、刀盤上不同區(qū)域滾刀破巖比能情況。通過比能和場掘進(jìn)指數(shù)兩組指標(biāo)，確定了掘進(jìn)參數(shù)對掘進(jìn)效率的影響，即在額定功率允許的條件下，大貫入度掘進(jìn)有利于提高破巖效率。
　　在滾刀受力的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了刀

3、盤總推力和總轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式，計(jì)算了刀盤在不同地質(zhì)條件下刀盤的推力和轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)范圍，建立了刀盤的可掘進(jìn)性模型。推導(dǎo)了刀盤偏心距的計(jì)算公式，建立了刀盤的載荷均衡性模型。推導(dǎo)了刀盤在分層地質(zhì)條件下刀盤破巖時(shí)的推力轉(zhuǎn)矩波動(dòng)模型，建立刀盤的動(dòng)載穩(wěn)定性評價(jià)模型，并研究了米字型刀盤和螺旋形刀盤在某種地質(zhì)下的推力波動(dòng)情況。
　　以秦嶺隧道TB880E刀盤為例，根據(jù)第二章建立的刀盤受力預(yù)測模型，計(jì)算了秦嶺特定地質(zhì)條件下刀盤受力情況，并與現(xiàn)場記錄的掘