某型土压平衡盾构机刀盘有限元静力学结构分析

根据某地区地铁线路标段的地质水文等特点,设计某型号土压平衡盾构机刀盘型式,对该型号土压平衡式盾构机刀盘建立三维实体模型,采用多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,对刀盘结构进行了受力特性有限元分析,获得了刀盘的应力及变形情况,结果表明,设计刀盘满足强度和刚度的要求,该型号盾构机在该地铁线路的施工中应用效果良好,满足施工要求。通过理论计算结果和实际应用情况表明,盾构机刀盘数值模拟对刀盘的结构设计提供了理论支撑。     

复合地层的盾构机刀盘设计

针对土压平衡式盾构机的复合式刀盘设计,从刀盘结构、刀具类型和布置、开口率和搅拌翼、泡沫注入口及耐磨性设计等方面分别进行分析,新设计的刀盘不仅提高了刀具的耐磨性,满足了刀具的强度要求,还提高了刀盘的掘进效率.     

复合式土压平衡盾构机刀盘焊接工艺

刀盘作为盾构机的"引领部分",既能切削土体,又对切削面起到支撑作用,是盾构机的重要组成部分。大直径刀盘焊接件结构复杂,体积重量较大,焊接工艺繁琐,因此,在生产中对刀盘焊接件的焊接工艺及焊接质量具有较高的要求。以复合式土压平衡盾构机刀盘为例,通过理论与经验的结合,对刀盘焊接件的焊接工艺及注意事项做详细描述,包括焊接前准备工作、焊接参数的选择以及焊后处理工作,以期为同类盾构机刀盘焊接件的焊接工艺提供宝贵的实践经验。     

砂卵石地层微型土压平衡盾构机刀盘刀具布置方法研究

刀盘是微型土压平衡盾构机的关键部件,刀盘刀具类型、数量及合理布置决定着盾构设备的破岩能力,直接影响刀具使用寿命、盾构设备的掘进速度和掘进距离。根据北京某砂卵石地层的地质特点,确定了刀盘刀具的选型与选材;依据刀具磨损的等寿命原则和阿基米德螺旋线布置方法确定了主切削刀和先行刀的布置曲线与刀具数量。直径为3m的微型土压平衡盾构机,在砂卵石地层中,刀盘布置主切削刀数量为38把,先行刀数量为15把,先行刀超前主切削刀的超前量为30mm。通过ANSYS软件对刀盘的力学性能进行了分析,结果表明刀盘受力与变形状况良好,满足设计要求。     

微型土压平衡盾构机刀盘的设计

为了满足微型土压平衡盾构机在不同地质条件下的正常掘进,设计制造了开口率可变的0.92m微型土压平衡盾构机刀盘。对微型盾构机刀盘的结构设计与刀具的布置方法进行了详细说明,并结合地质和岩土工程方面的知识,对微型土压平衡盾构机刀盘所受载荷进行了计算。利用CATIA软件对所建立的刀盘三维模型进行了有限元分析,结果表明刀盘的结构设计完全满足使用要求。     

哈尔滨某地铁盾构机刀盘地质适应性分析

根据哈尔滨地铁一号线工程地质特点,对NFM刀盘进行了针对性的改造,并对改造前后的刀盘地质适应性进行了对比分析,提出了富水砂层刀盘的设计特点,对富水砂层的土压平衡盾构机刀盘设计有一定的指导意义。     

基于AMESIM的EPB盾构刀盘液压驱动系统的仿真研究

结合某型盾构机,研究了6.4m土压平衡盾构机刀盘驱动液压系统的结构组成和工作原理,采用变量泵变量马达闭环控制方式,设计了6.4 m EPB盾构刀盘液压驱动系统.在AMEsim环境中建立刀盘驱动系统的仿真模型,按实际情况设置子模型参数,对刀盘速度负载特性和负载波动情况进行仿真,并对结果分析,为盾构机国产化研究提供参考依据.     

典型工况下复合盾构刀盘系统振动特性研究

复合式土压平衡盾构机的核心工作部件——刀盘系统在实际掘进时振动剧烈,易发生失效。采用ADAMS软件施加建立刀盘系统虚拟样机模型,分析典型工况下系统的振动特性;应用正交试验,分析载荷工况、轴承刚度及刀盘转速3个因素对刀盘振动的影响,并用直观分析法分析数据得到系统的优方案。为系统的减振及参数匹配提供参考。     

一种EPB&TBM双模盾构机刀盘结构设计及有限元分析

针对隧道掘进区间长、地质情况差异较大、地层变化复杂、单一模式的盾构机刀盘已难以适应掘进任务的情况,设计一种适应于EPB(土压平衡)和TBM(硬岩掘进机)两种模式的盾构机刀盘结构,详细介绍了两种模式下刀盘转换流程,对刀盘结构进行了受力特性有限元分析,获得了刀盘的应力及变形情况.结果表明,双模刀盘满足强度和刚度的要求,能适...     

土压平衡盾构机刀盘电机控制系统的设计

为解决盾构机刀盘电机控制系统中存在的程序控制点多、逻辑复杂，易导致系统调试和维护不便的问题，将模块化编程技术应用于刀盘电机控制系统程序设计中。开展了刀盘电机控制系统结构分析，建立了刀盘运行状态和各个辅助系统之间的关系，提出了“将刀盘电机运行分成若干个状态，将各个辅助系统的条件采集过程设置为子程序”的状态机编程思想，子程序负责采集系统信息供给状态机决策使用，状态机完整描述了刀盘电机可能经过的各个状态并直接决定刀盘电机在该状态下所执行的动作。将该系统应用于实验型土压平衡盾构机中，并进行了大量的实验。研究结果表明，该系统完全满足土压平衡盾构机刀盘电机控制的需要，状态机编程可使整个程序构架更加清晰明了，易于调试和后期维护。     

基于CFD的土压平衡盾构刀盘开口分布特征研究

土压平衡(Earth pressure balance,EPB)盾构刀盘的开口率及开口分布特征的设计是刀盘地质适应性设计的关键技术之一,直接影响开挖渣土的流动性及盾构的掘进效率。针对不同掘进地质条件下盾构刀盘开口设计的复杂性问题,利用刀盘切削渣土被改良为"塑性流变状态"的特性,运用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)理论,建立包括渣土、刀盘、土舱和螺旋输送机在内的CFD模型,利用实际工程掘进数据验证CFD模型计算结果的正确性与方法的可行性,在此基础上,分析获得给定地质条件下相同开口率不同开口分布特征的刀盘前后渣土的压力分布规律,以及刀盘开口分布特征对盾构机刀盘开挖渣土流动性能的影响作用关系,并通过回归分析,得到刀盘开口分布特征与刀盘前后渣土压力之间的映射关系。研究为高效、稳定掘进的土压平衡盾构刀盘拓扑结构优化设计提供方法。     

一种盾构刀盘的有限元分析

刀盘是盾构机的关键部件之一,主要用来完成对掌子面岩土的破碎剥离。根据某盾构刀盘的结构特点,建立其三维实体模型,并建立了刀盘相应的有限元计算模型,对刀盘在土压不平衡工况和土压平衡工况下的受力特性进行分析,得到了刀盘在各工况下的应力应变分布规律。分析结果表明,最大等效应力出现在牛腿与面板的交界处,同时牛腿与法兰盘以及面板与辅梁的连接处有较大的应力。最大应力为230 MPa,最大变形为2.098 mm。研究结果可为刀盘的结构设计和工程施工维护提供基础数据。     

盾构刀盘的数值模拟

盾构法是一项复杂的技术,在隧道施工中,通过位于盾构机最前端刀盘上刀具对前方的土体进行切削来完成掘进开挖的任务,因此盾构刀盘的强度设计十分重要。利用有限元软件ANSYS建立了盾构刀盘和刀具的有限元模型进行数值模拟,模拟了在不同工况及不同设计方案下刀盘和刀具的受力状态,包括:改变刀盘钢板的厚度、改变刀盘和牛腿之间的夹角以及在刀盘上施加偏载等。通过以上情况的模拟为盾构刀盘刀具优化结构设计提供参考依据。     

大直径盾构刀盘结构整体强度分析

盾构掘进机是一种广泛应用于隧道工程施工的大型机械设备。刀盘刀具是盾构掘进机的关键部件,因此盾构刀盘的强度设计十分重要。文中利用有限元软件建立盾构刀盘的有限元模型进行数值模拟,分析了在不同工况及不同设计方案下刀盘的受力状态,为盾构刀盘刀具优化结构设计提供参考依据。     

盾构机刀盘的布刀方式及刀具位置误差分析

针对刀盘的工作性能问题,分析了盾构机刀盘的布刀方式,运用Solidworks建立了刀盘的虚拟样机模型;分析并计算了滚刀的受力情况。通过有限元分析了刀盘装配体的强度及布刀的合理性,分析了盘形滚刀位置误差对刀盘工作性能产生的影响等,并提出了改进方案。     

基于特征矢量法的工程机械效能模糊综合评估

通过对工程机械效能进行系统分析，建立了工程机械效能综合评价指标体系，提出了工程机械效能模糊综合评价模型和评价方法，介绍了运用特征矢量法确定各因素权重的方法，并进行了实例分析，为工程机械的试验论证及技术保障提供了科学的依据。     

土压平衡盾构机刀盘刀具布置方法研究

研究土压平衡(Earth pressure balanced,EPB)盾构机刀盘刀具的布置方法,目的是为了确保刀具结构布置的合理性和实用性。依据刀具磨损的等寿命原则,提出确定刀具数量的磨损系数法和掘进系数法;针对具体施工问题,可预测盾构在开挖区间,刀具的磨损量以及许用磨损情况下刀具的掘进距离,为保障工程的安全顺利进行提供参考。基于阿基米德螺旋线布置方法,计算以刀具磨损的等寿命原则下,主切削刀的布置曲线;提出刀具平面对称布局原则,分析刀具的切削过程,得到单把刀具的实际切深;建立EPB盾构刀盘上先行刀的立体布局方法,计算得到先行刀的超前量;结合南京地铁二号线TA07标段,验证了刀具布置方法的正确性。研究内容和研究方法可为EPB盾构机刀盘的选型和设计奠定理论基础。     

基于AMESim的盾构刀盘负载敏感系统仿真研究

盾构机刀盘驱动系统的核心是液压系统。针对盾构施工中不同区域的地层差异性，为使盾构刀盘液压驱动系统节能减耗，采用负载敏感泵作为主驱动液压系统的动力源，利用AMESim软件搭建系统模型，并通过某型盾构机在软土和砂土两种不同地层下负载随机变化的情况，分别模拟系统全功率运行、80%功率运行和60%功率运行下，系统效率及能耗的变化情况。结论证明，软土地层为提高系统效率，减小能耗，宜在全功率模式下运行，而砂土地层宜在60%功率模式下运行。     

基于多系统协调的密封舱压力智能化控制

掘进面地层水土压力和密封舱压力相平衡是盾构机安全掘进的关键,密封舱压力控制是当前盾构研究的热点。研究根据场切深指数(Field penetration index, FPI)及扭矩切深指数(Torque penetration index, TPI)指标判断土体参数,实现地质的在线识别,为盾构机推力、扭矩和推进速度的设定提供依据。根据质量守恒定律并考虑盾构密封舱渣土的可松性,建立土压平衡盾构密封舱压力控制机理模型,并通过模型预测控制器进行多系统协调控制。对比常规比例-积分-微分(Proportion- integration-differentiation, PID)控制器,多系统协调控制具有更优的控制性能,使盾构机处于工况稳定,掘进快速,节能高效的理想状态。     

基于模糊综合评判法的滚动轴承性能评价

为了全面评价滚动轴承的各项性能指标,建立了滚动轴承综合性能的评价指标体系,采用专家估值法确定了轴承各项性能指标的权重系数.以某种轴承为对象,给出了运用二级模糊综合评判法对其各项性能指标进行评价的结果,模糊综合评判法可为用户合理地选择轴承型号提供参考.