硬岩TBM滚刀安装方式设计分析

全断面硬岩掘进机(TBM)主要依靠安装在刀盘上的盘形滚刀对开挖面的岩层进行滚压破碎,在TBM施工过程中,滚刀极易磨损、更换空间狭小,换刀操作困难。文中就现有施工过程中所用的滚刀安装方式进行分析对比,设计一种新型的滚刀安装方式,以满足在TBM施工中能够快速、方便地更换滚刀的要求,提高了TBM整机施工效率。

考虑滚刀安装误差齿轮建模的研究

随着齿轮应用技术的发展,对齿轮精度提出了更高的要求,以实现齿轮传动高转速、高功率、低噪声和高传动精度的目标。采用滚刀加工齿轮的过程中,若忽略刀具的几何形状误差,滚刀安装误差就成为影响齿轮平稳性精度的主要因素之一。从滚刀安装误差出发,分析了滚刀安装误差对齿轮精度的影响,并依据范成法加工齿轮的原理,分别建立齿轮坐标系和刀具坐标系,利用坐标变换的方法推导出齿轮的齿廓方程,为齿轮三维参数化精确建模提供了设计基础。

盾构机刀盘滚刀座安装检测装置

土压平衡盾构机刀盘上的滚刀是非常重要的部件,而刀盘滚刀的位置轨迹也是同样的重要,轨迹的位置是否精确直接影响刀盘的工作寿命,所以安装滚刀的工具和检测是非常重要的。滚刀的位置是由滚刀座控制的,滚刀座的位置准确了滚刀轨迹也就准确了;因此有必要研制刀盘滚刀座安装定位、起吊装置来提高滚刀位置精度和安装效率,并能精确地检测出轨迹半径。经过长期工作经验积累,遵循使用简便,拆卸方便的原则设计了刀座安装检测装置,2011年6月22日已经授权实用新型国家专利,专利号:ZL 2010 2 0637782.7。

带圆弧头突起式固定安装滚刀的应力试验研究

讨论了固定安装滚刀的结构特点及少齿数齿轮加工技术的可实现性。分析了不同突起(齿顶变厚)廓形的适用范围,通过试验确定了齿轮齿根弯曲应力与滚刀齿高和齿顶倒圆半径的关系。分析了滚刀齿高和齿顶倒圆半径对所切齿轮齿根弯曲应力的影响。

切制采煤机磨前齿轮固定安装突起滚刀寿命试验研究

论述了设计、制造和使用固定安装突起滚刀加工采煤机磨前圆柱齿轮的方法。比较了2种最普通固定安装滚刀的形式及寿命,通过试验验证了固定安装突起滚刀是一种经济型滚刀,突起廓形角对滚刀寿命有重要的影响,合理选择该角度能够有效地提高滚刀寿命。

用标准滚刀加工大变位齿轮的研究

本文重点分析用标准滚刀在滚齿机上加工大变位齿轮产生齿形误差的原因,并提出解决措施。

不同模式下TBM刀群三维回转切削仿真与优化设计

针对TBM刀群回转切削问题,建立了17寸盘形滚刀刀群切削岩石的数值仿真模型,使用有限元仿真分析软件ANSYS LS-DYNA对不同工作模式下的盘形滚刀回转切削岩石工作过程进行仿真。仿真结果表明,通过对盘形滚刀刀间距进行优化设计,分析不同刀间距下滚刀的力学参数,得到在该地质条件下,中心滚刀最优刀间距为75 mm、正滚刀最优刀间距为80 mm;通过对边滚刀安装角度进行优化,分析不同安装角度下滚刀的力学参数,得到边滚刀最优安装角度为6.5°;通过对滚刀切削岩石的顺次切削角度进行优化,分析不同顺次切削角度下滚刀的力学参数,得到正滚刀最优顺次切削角度为30°、边滚刀为20°。

蜗轮滚刀设计方法研究

目前国内蜗轮滚刀的设计原则和方法与先进工业国相比尚不完善。没有明确、完整的蜗轮滚刀设计公式和滚刀刃磨后的滚切加工参数公式。首先介绍了蜗轮滚刀设计的基本原则,引入了美国蜗轮滚刀增量的设计公式以及滚刀刃磨后加工参数的调整,并用计算机仿真技术分析了实际蜗轮齿面与理论齿面的误差分布,为国内蜗轮滚刀设计和蜗轮滚切加工提供了先进技术。

蜗轮齿面滚切误差及调整

目前国内企业应用的蜗轮滚刀有两种:外径增量滚刀和节圆直径增量滚刀,外径增量滚刀使用寿命短,已被大部分工业发达国家淘汰。节圆增量滚刀需在滚切蜗轮齿面时设定安装偏角和加工中心距,并且随着滚刀的刃磨,滚刀节圆减小,滚刀安装偏角和加工中心距也需再计算调整。不正确的安装偏角和加工中心距将导致蜗轮齿面误差。介绍了滚刀刃磨后计算上述两个机床参数的公式,分析了不正确机床参数引起的蜗轮齿面误差。通过单头和四头蜗轮蜗杆副的两个算例为读者揭示了蜗轮齿面误差的分布,由此提供了纠正机床参数误差的依据。