基于摩擦理论的滚刀磨损预测模型研究

盾构机在施工过程中常因刀具磨损过大导致刀具失效及刀箱变形等问题,经常需要进仓检查刀具磨损量,耗费时间长且掘进效率低.为得到磨损量预测公式,文中以CSM剪切模型为基础,建立盘形滚刀磨损量与磨损耗能的数值关系,提出滚刀磨损量的理论计算模型,并利用线性拟合寻找相关参数数值关系,对模型进行了简化处理.研究结果可为工程实践中刀具磨损量的预测提供理论依据.

基于ANSYS的盾构盘形滚刀温度场分析及优化

盾构机工作过程中,滚刀与岩石摩擦和挤压会导致滚刀温度升高。随着温度升高,刀具的热应变和应变交变会使刀圈的表面微裂和磨损加剧,同时疲劳损坏影响刀具寿命。本文通过ANSYS对盘型滚刀模型进行温度场研究分析,得到盾构单刃滚刀温度场变化规律。结果表明:滚刀温度随切削时间先急剧升高再趋于平稳,随着贯入度的增大,刀圈最高温度升高。在回转试验台上进行试验,验证了仿真结果的可靠性。通过对滚刀温度升高原因的分析,提出通过适当减小刀刃角或减小滚刀直径来优化滚刀,可降低滚刀刀圈温度。仿真分析表明,优化后温度有明显下降。

复合地层中盾构盘形滚刀偏磨机理研究

对滚刀在盾构掘进过程中的受力进行了分析,滚刀在复合地层中偏磨的主要原因为阻力扭矩大于转动扭矩而导致滚刀不能转动。阻力扭矩主要由刀箱、土仓及刀盘启动的阻力力矩组成。因此,要减少偏磨就要减小滚刀的阻力扭矩。

17寸轴式滚刀组装及检修技术

刀盘是盾构机发挥功能的关键部件之一,刀具又是刀盘发挥作用的核心部件,在复杂地层尤其是岩石硬度达到一定程度时,须使用滚刀进行切削掘进,滚刀的质量决定着项目的进程快慢、成本的高低和工程的质量。本文介绍了滚刀的分类、工作原理结构特征,结合刀具维修和施工现场的使用经验以17寸盾构滚刀为例,提出了滚刀的维修流程注意事项,并介绍了安装过程中的注意事项,形成了一套经济性能优良、技术先进的盘形滚刀检测维修技术,对提高盾构施工盘形滚刀的寿命、降低刀具消耗具有一定的参考意义。