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全断面岩石掘进机盘形滚刀的布置与安装优化
| 论文题名： | 全断面岩石掘进机盘形滚刀的布置与安装优化 |
| 关键词： | 隧道工程;全断面岩石隧道掘进机;盘形滚刀;螺旋线布置;安装工艺 |
| 摘要： | 随着大规模地下工程的开展，全断面岩石隧道掘进机(TBM)被广泛地应用于地下隧道工程。盘形滚刀作为TBM破岩的主要工具，消耗量大、成本高，且对全断面岩石掘进机的作业性能有较大影响，所以对盘形滚刀的研究具有十分重要的意义。本文主要从盘形滚刀的布置方法和安装方式两个方面进行分析研究。 首先，分析了盘形滚刀的类型、破岩机理以及盘形滚刀的受力预测模型，研究了盘形滚刀受力对刀盘平衡性的影响，计算出刀盘的径向力和倾覆力矩，总结了盘形滚刀在刀盘上的布置原则和不稳定时的调整方案。 然后，在满足盘形滚刀布置原则的前提下，提出了盘形滚刀螺旋线布置方法，分析了螺旋线布置对刀盘平衡性的影响，在刀盘布置参数确定的条件下，详细阐述如何实施盘形滚刀螺旋线布置。利用Visual Basic编写了盘形滚刀螺旋线布置优化程序，并将其运用到秦岭隧道工程中引进的国外TB880E机型上，验证了刀具螺旋线布置的可行性和有效性。 最后，针对盘形滚刀传统的正安装方式，提出了外倾安装和前倾安装两种新型安装方式。采用ABAQUS有限元软件，对二种安装方式下盘形滚刀的三维破岩过程进行了数值模拟。发现在盘形滚刀滚动破岩过程中，外倾安装时岩石表面应力的最大值普遍小于正安装;前倾安装时刀圈上破岩刃域的侧应力分布优于正安装。验证了外倾安装和前倾安装在某些方面确实比正安装有优势。 |
| 作者： | 曹雷 |
| 专业： | 机械工程；机械电子工程 |
| 导师： | 张照煌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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