预制割缝作用下TBM滚刀切削速度对岩石破岩性能的影响规律

为提高硬岩巷道掘进过程中滚刀破岩性能,结合滚刀切削载荷、比能及温度指标,从多维度研究了割缝深度及其相对滚刀横向距离对岩石破岩性能的影响规律,分析了滚刀切削速度对滚刀载荷及温度的影响规律,并探究了滚刀切削速度与割缝深度及其相对滚刀横向距离间的相互作用关系,获得了割缝参数在匹配安装半径较大滚刀期间的调整方向。研究结果表明,在切削速度由1.0 m/min依次增加至1.5、2.0、2.5、3.0 m/min的过程中,滚刀载荷分别增大了15.04%、43.83%、89.79%、161.84%,滚刀最高温度分别升高了30.01%、87.51%、121.26%、134.55%,推荐的切削速度优选范围为1.0~1.5 m/min。若需要同时兼顾滚刀破岩效率,则切削速度亦可放宽至2.0 m/min,但滚刀切削比能将由此相对增大19.51%。

泥水平衡盾构下穿海域施工技术应用

以深圳地铁12号线左炮台站~太子湾站区间下穿码头海域工程为例,阐述了泥水平衡盾构机成功下穿码头海域、断层破碎带及上软下硬地层的施工技术,主要包括风险辨识、盾构机选型、施工过程技术方案及风险预控措施等,通过对技术应用成果总结分析进一步说明了本技术具有科学性、安全性和高效性。因此,泥水平衡盾构下穿海域施工技术可供类似工程借鉴与参考。

中硬齿面齿轮滚齿工艺研究

针对普通高速钢滚刀在普通滚齿机上难以滚切中硬斜齿圆柱齿轮的问题,选用普通高速钢滚刀和涂层滚刀分别在YN31125滚齿机上滚切调质HB290～HB330、齿面高频淬火HRC48～HRC53的42CrMo齿轮轴。研究结果表明:针对不同材质的齿轮轴应选用不同的滚刀和加工参数,特别是选用涂层滚刀后,为发挥涂层滚刀硬度高、耐磨性好的优势,对滚齿工艺进行研究、分析,改进和优化了滚齿工艺,使滚刀耐用度提高3～5倍,切削速度提高50%。研究中同时得到了滚刀材料涂层与滚齿加工硬度间的关系。

复合地层中盾构刀具磨损超前控制研究

通过分析国内土压平衡式盾构隧道典型工程案例,对上软下硬地层近年来的施工问题和采取的主要措施统计分析,总结出土压平衡盾构在上软下硬地层中施工关键问题及其规律。结合地层特性,针对滚刀磨损问题,提出评估上软下硬地层分布情况及盾构施工地质适应性问题的方法;同时,对盾构机掘进过程中的盾构推力、刀盘扭矩、贯入度变化监测统计,通过比推力及比扭矩指标变化实现对地质变化的预判,提出调整措施。结合实际工程,当盾构在上软下硬地层掘进时,通过评估地层分布,进行针对性的施工预判调整,能有效降低滚刀受冲击荷载的影响,避免盾构产生过快磨损,延长滚刀正常工作时的掘进距离,显著提高上软下硬地层中盾构施工效率。

齿轮滚刀设计中的问题研究

滚齿是齿轮加工的高效传统工艺,就其滚刀的设计如何适应齿轮传动技术发展的关键问题,即提高滚齿的加工效率和滚刀的耐用度进行了探讨,并对硬质合金滚刀和小直径滚刀设计中的若干问题进行了分析研究。

降低硬齿面刮削中崩刃率的研究

提出了在普通滚齿机上安装消振器的方法，介绍了消振器的设计原理与构造。运用该方法能够减小“崩刃率”。

TBM破岩过程的滚刀受力计算模型研究

全断面硬岩隧道掘进机(TBM)广泛应用于隧道工程的建设,其滚刀破岩过程的受力情况也一直是TBM设计和施工阶段的核心问题。为研究TBM破岩过程的滚刀受力情况,该文简化滚刀运动模式,综合运用剪切与张拉破坏机理,分别对滚刀随刀盘转动时的扭转运动和在掘进方向的近似直线运动时的滚刀受力情况进行研究,不考虑滚刀自身旋转的影响,推导得出了计算破岩过程中滚刀法向力及滚动力的计算模型,并进一步分析了滚刀法向推力的主要影响因素,保证了计算模型参数取值的合理性。将该模型应用于实际工程案例中,分别与现场监测结果和近似常截面盘形滚刀破岩力CSM模型计算结果进行对比,结果表明:该计算模型所得结果与现场监测结果之间的相关性较好,且相比于近似常截面盘形滚刀破岩力CSM模型的计算误差较小,从而验证了该模型的适用性和合理性,为TBM滚刀破岩的力学计算和模型研究及其相关工程的应用提供了参考。

S590粉末高速钢的热处理工艺和应用

试验研究了S590粉末冶金高速钢的热处理工艺,测定了热处理后钢的硬度和晶粒度。结果表明,粉末冶金高速钢的热处理规律和淬硬性与普通高速钢基本相同,但粉末冶金高速钢的碳化物更为细小均匀,红硬性、抗压强度、耐磨性和热处理畸变等特性均优于普通高速钢。此外,还介绍了S590粉末冶金高速钢滚刀的应用。

硬质合金滚刀的结构及切削性能

分析了滚刀主要角度γ＿ｅ的选择原则，研究了硬质合金滚刀刀片焊接的结构形式及结构尺寸，并在试验研究的基础上，提出了硬质合金滚刀的使用方法和合理切削用量。

涂层刀具应用与齿轮滚插加工硬度关系研究

针对普通高速钢刀具难以加工大模数中硬圆柱齿轮的问题,而刀具涂层具有提高刀具材料表面硬度和耐磨性却不降低其韧性的特点,选用TiN和TiNAl涂层试涂基体材料为普通高速钢、钴高速钢及粉末冶金高速钢的齿轮滚刀或插齿刀,并用此涂层刀具加工工厂常用的、经调质或免渗碳淬火后硬度为300～400HB的大模数中硬齿面齿轮。经加工试验,得出了刀具材料涂层与滚、插加工硬度关系,以累积经验,合理选用涂层刀具,从而方便、正确地加工中硬齿面齿轮,并解决生产中出现的非涂层刀具无法切削或切削加工质量精度达不到设计要求的难题。

涂层滚刀加工喷焊齿轮的试验研究

本文研究了用涂层滚刀加工镍基喷焊齿轮的试验结果。结果表明涂层滚刀的耐磨性和抗粘结能力有所提高,但刀具的磨损,特别是边界犁沟形式的磨损比较严重,复会涂层滚刀的磨损相对要小些。

硬齿面滚齿与磨齿表面质量对比试验的理论研究

在目前技术条件下,通过实验得出了硬齿面滚齿加工工艺优于传统磨齿加工工艺的结论,从而可获得很好的经济效益。

硬质合金圆磨精切齿轮滚刀的结构设计

为了不断适应各种机械高速化、高功率的发展趋势 ,对于具有承载能力大 ,齿面硬度高 ,抗点蚀性能好以及精度和齿面光洁度也高的硬齿面齿轮的需求量越来越大。采用硬质合金刀具成为齿轮精加工的发展方向之一。

一种硬岩掘进机滚刀设计研究

刀盘是硬岩掘进机施工中的关键部件,而滚刀是刀盘掘进中的利器,掘进机在施工过程中能否顺利推进,能否把坚硬的岩石啃下来,完全取决于滚刀的性能。假设岩体是连续和均质的工况下,对特定的硬岩掘进机滚刀起动牵引力的数值进行计算,计算的结果比实际所需的值略大,安全系数高,滚刀性能卓越、稳定,并可节约施工时间。通过三维建模和计算校核可知,刀轴设计满足强度要求。

新型润滑冷却液在难加工材料和新加工工艺中的应用

本文论述了各种难加工材料和新加工工艺对润滑冷却液的特殊要求。文章列举了不锈钢和钛合金切削液、高速磨削液、缓进给强力磨削液、硬齿面切削油及SF水溶性切削润滑剂等新型润滑冷却液在难加工材料和新加工工艺中的应用良好效果。

水射流-机械滚刀复合破岩影响因素

针对极硬岩、极端软硬不均等特殊地层,滚刀破岩效率低下,刀具磨损(损坏)严重,掘进机换刀频繁,作业效率低的问题,通过搭建水射流滚刀复合破岩实验系统,针对不同花岗岩,采用不同的机械滚刀间距及水射流辅助破岩方式,开展了纯机械滚刀破岩、水射流切割岩石和水射流机械滚刀复合破岩实验研究,探明了水射流与机械滚刀复合破岩水射流破岩切缝深度、刀具三向力及破岩比能变化规律,为水射流破岩技术在隧道掘进机工程应用提供指导。

某工程盾构滚刀在硬岩地层中的使用情况分析

本文以广州轨道交通二、八号线盾构4标盾构工程盾构机在硬岩地层中的掘进情况为例,阐述了在硬岩地层中盾构滚刀的滚刀选型与使用状况以及滚刀损坏失效检查不到位带来的严重后果,总结了滚刀失效的主要形式、原因及应对措施。

硬岩滚刀的失效统计分析及研制关键技术

为了研究盾构施工中滚刀最常见的破坏方式及内在原因,并为高性能滚刀的研制提供突破方向,依托广佛东环线龙洞站~大源站区间施工项目,阐述滚刀的破岩机理和组成结构,统计并分析滚刀不同形式的失效概率,得出滚刀主要的三种破坏形式,根据概率由高到低依次为刀圈正常过度磨损、刀圈偏磨、刀圈断裂或崩刃,结合刀圈硬度和韧性的检测结果,分析了其内在原因,最后针对性的提出了三种高性能滚刀研制的关键技术,对高寿命硬岩滚刀的研制提供参考方向具有重大意义。

数控滚齿机硬齿面刮削加工方案设计

随着数控机床、刀具和新型材料等技术的飞跃发展,硬齿面二次刮削工艺得到越来越广泛的应用。文章通过对硬齿面齿轮二次刮削加工工艺的简单介绍和分析,指出传统硬齿面齿轮二次刮削找正方式上存在的不足,提出一种基于西门子840D数控系统并结合非接触式传感器的数控滚齿机自动对刀装置系统的设计方法,以实现硬齿面齿轮二次刮削的自动测量找正。结果表明:该系统运行可靠,控制精度高,经过企业投入生产应用,取得了很好的效果。

超硬翅片滚刀加工在CNC磨床上的实现

在CNC高精磨床上实现超硬翅片滚刀加工的全部过程中,通过对树脂结合剂金刚石砂轮、陶瓷结合剂金刚石砂轮修整和磨削的实验对比,总结出陶瓷结合剂金刚石砂轮更适合于在CNC磨床上进行超硬翅片滚刀的加工,并确定了陶瓷结合剂金刚石砂轮修整工艺和超硬翅片滚刀在CNC高精磨床上的加工工艺。