掘进机盘形窄刃滚刀

隧洞掘进机盘形滚刀是影响掘进效率与成本的关键零件。施工实际要求针对不同的破岩对象不断改进滚刀形状。本文根据盘形窄刃滚刀的多次试验室试验和具有一定批量的工业性试验,对反复验证的破岩规律加以简单总结,试图为今后继续进行大批量工业性生产试验积累经验。一、窄刃滚刀破岩理论根据我们多年对刀具破岩过程的试验研     

掘进机盘形滚刀破岩力及计算载荷的研究

一、前言隧道掘进机是一种高效率的机械化开挖设备。与常用的钻爆法开挖相比,具有洞壁光滑、衬砌量小、安全性高、速度快、连续掘进、一次成洞、可以大大减轻施工人员的劳动强度等优点。因此,从六十年代以来,使用掘进机开挖隧道,已在国内外工程实践中获得广泛地应用。     

掘进机盘形滚刀破岩力及计算载荷的研究

刃底密实核动态衍生现象严重影响了盘形滚刀的破岩机理,进而一定程度上影响了全断面岩石隧道掘进机(TBM)的掘进效能。参考H Alehossein钝楔形压头侵岩模型,将密实核衍生现象及密实核区周围复杂的应力场纳入考察,基于空腔膨胀理论和离散化建模思路,建立了常截面平刃滚刀侵岩模型。随后,分别以滚刀所受垂直力和刃底无因次平均接触应力为性能指标,将滚刀侵岩过程中刀圈刃部横截面几何尺寸参数和岩石物理力学性能参数作为考察变量,针对上述所建侵岩模型开展了十因素两水平的正交试验分析,探究了各考察变量的敏感程度,并分析了无因次平均接触应力的变化规律。最后,选取了2种具有不同粒径的岩石试样,制备了4种刀圈压头,并在TRW-3000三轴冲击破岩试验机上开展了侵岩试验验证。研究结果表明：对于垂直力和无因次平均接触应力而言,刀刃宽和侵深均为敏感因素;由于将密实核现象纳入考核,在滚刀压头侵岩作用下位于刃底的岩石应力水平明显大于单轴抗压强度;所建模型对于在第一次阶跃破碎之前的侵岩载荷速率的预测误差最大不超过10%,这表明模型具有良好的准确性。

     

掘进机盘形滚刀压痕试验分析

盘形滚刀上所受的力是掘进机设计的主要参数。美国奥兹戴米等人用压痕试验法建立了该力的预测公式。国内过去未曾验证过。本试验结果证明,奥兹戴米等人建立的公式误差较大,而本文提出的新公式较接近实际;对岩石加载后,岩体内存在裂纹;据岩碴及F-P曲线分析,岩石在破碎的同时,受到挤压、裂纹张拉及剪切等多种应力。     

掘进机盘形滚刀滚动阻力系数的探讨

本文从空间力系分析,提出了掘进机滚动阻力系数新公式。它比美国科罗拉多矿业学院公式求出的系数放大1.36倍,较符合实际。     

全断面岩石掘进机盘形滚刀径向破岩力预测

本文以全断面岩石掘进机现场实测数据为基础，经分析，综合，假设论证，导出了掘进机盘形滚刀所受径向破岩力的预测公式，这些公式的计算结果与多次现场实测结果相吻合，可作为设计和确定全断面岩石掘进机刀具，轴承，刀盘以及整机强度和寿命的依据。     

掘进机盘形滚刀破岩机理探讨

全断面隧洞掘进机盘形滚刀的工作条件恶劣、磨损大,切削岩石过程中有崩刃现象,不仅影响掘进速度,而且增加了隧道开挖成本。世界各国都在致力于盘刀破岩机理的研究,以求改进盘刀设计,寻找新的布刀途径。本文根据我们在东北工学院岩石破碎试验台上所作盘形滚刀滚压中硬岩的试验,简要分析破岩机理。一、试验现象通过实验室试验可以观察到,在盘刀滚压岩石的过程中,大量岩粉从刀刃两侧楔面喷射     

隧洞掘进机盘形滚刀滚压岩石的试验

1981年我们曾进行隧洞掘进机盘形滚刀滚压中硬岩石的试验。目的在于探索岩石破碎规律与特点;滚刀受力与刀具几何参数、切深、槽间距之间的关系;探讨破岩机理,以期有助于全断面隧洞掘进机的设计与使用。全部试验包括六个项目:①用正交设计法规划盘形滚刀滚压光面岩石试件的直槽试验;②在毛面岩石试件上滚压直槽的对比试验;③在光面岩石试件上滚压圆槽的试验;④在毛面岩石试件上滚压圆槽的试验;⑤盘形滚刀安装内偏角β=0°、3°、5°时,在光面岩石试件上滚     

隧道掘进机盘形滚刀的工作原理分析

基于文献分析和工程实践,论述了隧道掘进机盘形滚刀的受力特征和破岩机理,在此基础上分析了布刀方式、刀间距的确定原则及方法,最后给出了刀盘转矩的简化计算方法,并以算例进行了说明.     

隧道掘进机盘形滚刀的工作原理分析

基于文献分析和工程实践，论述了隧道掘进机盘形滚刀的受力特征和破岩机理，在此基础上分析了布刀方式、刀间距的确定原则及方法，最后给出了刀盘转矩的简化计算方法，并以算例进行了说明。     

隧道掘进机盘形滚刀的工作原理分析

基于文献分析和工程实践,论述了隧道掘进机盘形滚刀的受力特征和破岩机理,在此基础上分析了布刀方式、刀间距的确定原则及方法,最后给出了刀盘转矩的简化计算方法,并以算例进行了说明。     

岩石掘进机盘形滚刀刀圈材料耐磨性研究

本文研究了岩石掘进机盘形滚刀刀圈材料6Mo2Cr2SinNiV钢1050℃淬火后在不同回火温度下的显微组织、硬度和冲击韧性。结果表明,回火后的组织由回火马氏体、初生碳化物和二次碳化物组成,一次碳化物和二次碳化物分别为（V,Mo）C和Fe3C。随着回火温度的升高,碳和合金元素的偏析逐渐减少。在550℃回火后,碳和合金元素的偏析完全消除,聚集的初生碳化物变成棒状并均匀分散在基体中。该钢具有良好的回火稳定性。在本文的试验范围内,试验材料在550℃回火时获得最高硬度59.0HRC,并且随着回火温度的升高其冲击韧性缓慢下降,在1050℃淬火和550℃回火后具有良好的耐磨性,其耐磨性是Q275A钢的10.59倍。     

掘进机盘形滚刀破岩力及计算载荷的研究(续)

四、计算载荷的确定1.理论载荷的确定1) 假设条件: ①刀盘对工作面沿洞轴方向的总推力以不计洞壁摩擦的油缸总推力P_0为准。②工作面假设是匀质的,刀盘刚度也各处相同,因而每一刀尖沿洞轴方向的进给量h(进尺)都相同。③P_0在各刀刀尖上是平均分配的(因为实际压向刀尖的各刀刀尖圆角半径相同,而且在连续掘进过程中,各刀沿洞轴方向的压力有自趋均化的趋势)。     

全断面岩石掘进机盘形滚刀管理软件开发

全断面岩石掘进机刀盘上一般装有数十把甚至上百把盘形滚刀,因其磨损不均匀,各刀到达寿命极限的时间或掘进里程也不相同,而更换后的刀刃廓面的平（曲）面度又要求相对合理,这就为盘形滚刀更换过程中的刀具管理提出了较现实难题。结合某隧道工程采用的某型号全断面岩石掘进机,建立了掘进机盘形滚刀刀具管理模型,开发出了刀具管理软件。主要功能有：盘形滚刀刀位显示;破损刀具更换;换刀分析结果显示;数据库管理等,从而为全断面岩石掘进机施工工程的刀具管理提供了较得力助手。     

全断面隧道掘进机盘形滚刀磨损预测

针对某引水工程高埋深、高磨蚀地层中盘形滚刀磨损问题,提出一种预测盘形滚刀磨损量的方法。采用多元非线性回归方法对施工参数进行曲线拟合,建立盘形滚刀磨损预测模型,通过该模型输入掘进参数和掘进距离来预测盘形滚刀的磨损量,通过残差分析与统计检验来验证磨损预测模型,得出预测模型是正确的。研究结论表明,在高埋深、高磨蚀地层中应用多元非线性回归方法进行磨损模型建立可以较好地预测盘形滚刀磨损,为同类地质条件下盘形滚刀磨损预测及更换提供很好的指导。     

掘进机盘形滚刀破岩工作模拟及分析

用ＢＡＳＩＣ语言编程,模拟了全断面岩石掘进机盘形滚刀的破岩过程,计算了盘形滚刀刃上一点在三维空间,各个方向上的位移变化量及其在不同转角,不同刀间距情况下侧滑量的变化趋势,并绘 盘刀破岩过程中此点的轨迹变化投影图,为进一步分析研究盘形刀的破岩机理提供参考。     

单刃盘形滚刀设计研究

通过对几种全断面掘进机（TBM）单刃滚刀刀具运行机理及其主要结构参数对应关系的分析探讨,为相应类别刀具维修、问题刀具鉴定、刀具国产化结构参数设定关系提供依据,对类似刀具的相关方面亦有借鉴意义。     

岩石掘进机盘形滚刀的安装及侧滑量的计算

本文探讨了盘形滚刀的安装方式,给出了各安装方式情况下盘形滚刀破岩工作时侧滑量的计算方法和计算公式,可为盘形滚刀的安装设计提供理论参考。     

隧洞掘进机9Cr2Mo盘形滚刀失效初步分析

隧洞掘进机盘形滚刀是利用挤压剪切破碎原理进行破岩的。当机器运转时,盘形滚刀在强大推压力下(约十吨),每把滚刀运转在掌子面的一定轨迹上,滚刀对岩石连续挤压摩察;当刀尖压力大于岩石的破碎强度时,岩石就被破碎。此时,滚刀上的负荷突然卸载。所以,盘形滚刀要在压缩、弯曲、冲击、交变等