TBM双滚刀破岩过程模拟及刀圈结构设计

为研究TBM盘形滚刀作用下岩石的破碎过程及刀圈结构参数对破岩过程的影响,利用离散元方法建立了双滚刀线性切削岩石三维模型,研究了不同因素影响下岩石的接触力、微观裂纹扩展及破碎颗粒生成规律;分析了刀刃宽及刀刃角对破岩过程的影响,建立了刀圈结构参数与破岩效率的映射关系;结果显示岩石微观破坏以张拉破坏为主,裂纹呈加速扩展趋势;刀圈结构参数刃宽及刃角对于破岩过程均有影响,其中前者的影响较为明显。刃宽增大导致滚刀受力及破岩体积均明显增大,而刃角对于这两者的影响相对较小。基于以上映射关系,以17寸滚刀为例,进行了结构参数设计,获得了最优的滚刀刃宽和刃角。     

行星钻头转向滚刀破岩机理

行星钻头具有破岩效率高、旋转扭矩小、耗电省等优点，本文叙述了行星钻头的破岩过程，对全断面钻进时所构成的破碎网进行了深入的讨论，论述了转向滚刀的破岩特点。通过试验，提出了刀具的布置方案和主要参数的计算，对其破岩效果进行了分析。     

CCS型滚刀破岩力影响因素试验研究

全断面掘进机盘形滚刀破岩力影响因素分析是掘进机设计和隧道掘进施工的关键。通过设计三因素三水平正交试验的方法研究了不同滚刀参数和施工工艺参数对CCS型滚刀破岩力的影响,应用极差分析法对试验结果处理得出影响破岩力的主次顺序。根据试验结果得出相对合理的花岗岩地质施工工艺参数,为实际施工提供参考。     

TBM滚刀破岩效果及新型刀具的应用研究

TBM滚刀磨损是影响TBM掘进效率和施工成本的重要因素,不同刀刃刃形的破岩效率和磨损均会有所不同。本文对楔形弧刃滚刀的破岩机理进行了分析,建立了滚刀法向切削力计算模型,分析了滚刀刀刃角对法向切削力的影响;继而设计了3种不同刀间距、3种不同刃形滚刀,并进行了室内滚刀破岩试验。试验结果表明：刀间距15 mm为合理刀间距;尖刃滚刀最易磨损,齿刃比弧刃滚刀破岩效果好,破岩效率相对较高且耐磨损。结合工程现场实际情况,研发了一种新型齿刃楔形刀具,并应用到工程现场TBM斜井掘进。应用情况表明：新型齿刃楔形刀具比两种常规刀具的磨损量减少20%,刀具寿命有所提高。新型齿刃楔形刀具的研发和成功应用,解决了斜井TBM掘进刀具的较大磨损和频繁更换问题,为TBM长距离斜井掘进提供了技术支持,缩短了掘进工期,节约了施工成本。     

破岩滚刀密封失效原因分析与防治

本文针对钻井法凿井中出现的破岩滚刀密封结构失效问题,分析了破岩滚刀密封结构失效的原因,提出了预防密封失效的技术措施.     

新型破岩滚刀高压密封结构设计及应用

竖井钻机破岩滚刀密封寿命已成为钻井法发展的瓶颈,针对现有破岩滚刀的密封结构,分析了钻井法凿井中滚刀密封失效的原因,根据目前钻井法深井作业需求,对破岩滚刀密封结构进行了改进,并进行了新型高压密封结构性能试验,结果表明该结构密封性能良好,符合深井竖井钻进破岩滚刀高压密封性能的要求.     

新型破岩滚刀高压密封结构设计及应用

竖井钻机破岩滚刀密封寿命已成为钻井法发展的瓶颈,针对现有破岩滚刀的密封结构,分析了钻井法凿井中滚刀密封失效的原因,根据目前钻井法深井作业需求,对破岩滚刀密封结构进行了改进,并进行了新型高压密封结构性能试验,结果表明该结构密封性能良好,符合深井竖井钻进破岩滚刀高压密封性能的要求。     

TBM盘形滚刀破岩力计算模型分析

TBM挖掘机滚刀在挖掘过程中起着重要作用,研究滚刀的受力状态有助于优化设计,提升开采效率。对滚刀运动状态进行分析,根据其位置、速度关系得出滚刀运动规律,对滚刀受力状态进行分析。提出滚刀接触应力和破岩力的计算公式,对结果进行调整修正,使其更符合滚刀实际工作情况。经试验验证,滚刀破岩力计算公式与滚刀受力基本吻合,公式能够作为滚刀分析和优化设计的参考。     

盘形滚刀破岩过程有限元数值模拟

根据岩石Drucker-Prager塑性屈服准则和岩石的力学特性,利用ABAQUS软件建立岩石隧道掘进机(TBM)滚刀破岩的有限元模型,并模拟了滚刀的破岩过程,分析了滚刀破岩机理.模拟结果表明,不同的滚压深度对岩石破碎具有不同的效果.对于所选定的岩石力学参数,当滚压深度为4.8 mm时,岩石出现破碎.这对改进刀盘参数的设计,提高掘进效率具有一定的指导意义.     

冲击采煤机楔形刀齿的改进及理论分析

在冲击采煤机原有刀齿的基础上,借助Pro/Engineer和Autocad 2004设计了更合理的新刀齿。充分利用新刀齿几何参数与其力学参数之间的关系,不仅使其几个主要的几何参数达到最优,同时刀齿也获得了最佳的破煤效果;而且整个刀齿的设计及理论研究也为冲击采煤机的整体优化奠定了基础。     

基于计算机模拟技术的采煤机滚筒螺旋叶片布置对装煤效率影响分析

采煤机螺旋滚筒的装煤效率影响因素较多,采用理论解析法结合计算机模拟方法对影响螺旋滚筒截煤效率的因素进行了分析,最后得出采煤机的牵引速度、螺旋叶片的倾斜角度以及螺旋滚筒转数三因素对于采煤机滚筒的截煤效果影响较大,通过正交试验法得到三因素对截煤效果的影响程度并提出最佳参数组合策略。     

离心式水泵叶轮损坏分析

介绍了水泵的工作条件和腐蚀特征,分析了离心式水泵叶轮腐蚀的原因,并针对影响叶轮腐蚀的因素提出了防止叶轮腐蚀的建议.     

叶片刀具路径的设置与研究

介绍了如何应用CAXA制造工程师2008设置叶轮轴中叶片加工的走刀路线,包括加工工艺、操作流程、辅助线设计等;同时阐述了CAXA制造工程师2008的特点、刀具路径设计流程及优势。     

含有节理特征的岩石对滚刀速度的适应性研究

为了研究滚刀旋转速度和贯入速度对含有节理特征岩石破碎效果的影响。利用ABAQUS有限元软件模拟单滚刀破岩过程,分析节理岩石破碎过程产生的应力、应变云图。结果得出:对于节理间距为80 mm、节理倾角为0的岩石,滚刀破岩的最佳旋转速度是2 rad/min;节理倾角为30°时,滚刀的最佳旋转速度为4 rad/min,最佳贯入速度为4 mm/s;节理倾角为60°时,滚刀的最佳旋转速度为3 rad/min,最佳贯入速度为6 mm/s。滚刀的旋转速度对于节理岩石破碎的影响具有不规律性;而滚刀的贯入速度对于节理岩石的破碎具有一定的规律性。在相同贯入速度下,节理倾角为60°的岩石最容易破碎。     

基于回转投影理论的刨煤机零部件分析

对于非零前角的成形铣刀、成形车刀,其刃口的分析不能用传统的直线投影,也不是直线投影配合一个简单的三角函数,要用到回转投影及其作图方法,或者用三维制图软件中的相贯线原理来分析。文章主要讨论回转投影及其作图方法,同时也分析了该投影在非零前角成形铣刀、车刀刃口中的应用。     

铣刀刃口钝圆半径对切削性能影响的有限元分析

运用Advantedge 3D软件对不同刃口钝圆半径铣刀的铣削过程进行有限元仿真,得出切削力、切削温度和切削形貌随铣刀刃口钝圆半径变化的规律,为硬质合金铣刀铣削45钢时铣刀刃口钝圆半径的设计提供依据。     

基于遗传算法的盾构刀盘滚刀优化布置研究

为优化某隧道工程中盾构刀盘的掘进性能,在研究滚刀布置规律的基础上,校核了刀盘的力学性能,最后利用遗传算法对滚刀的布置进行了改进优化。研究结果表明:优化后刀盘的径向不平衡力降低了61.22%,倾覆力矩降低了87.49%,破岩量方差降低了9.8%,达到了较好的优化效果,为刀盘刀具的合理布置提供了理论依据,对提高刀盘的受力性能和刀具的使用寿命具有重要的科学意义与工程价值。