基于TBM刀盘剖面轮廓的滚刀极径优化布置设计

发布时间：2017-08-24 19:52

  本文关键词：基于TBM刀盘剖面轮廓的滚刀极径优化布置设计

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【摘要】：为解决目前滚刀极径布置研究中多采用V型滚刀、未考虑边滚刀变切深的特性并忽略了全断面岩石掘进机(TBM)刀盘剖面轮廓与滚刀极径布置的耦合机制问题,提出了一种基于刀盘剖面轮廓的滚刀极径布置的适应性设计方法.基于CSM受力模型,以最外侧边缘滚刀的轴承受力为评价指标,根据刀盘过渡区域大小、过渡圆弧半径及安装倾角范围之间的关系,确定其剖面轮廓.推导出常截面滚刀的破岩量公式和基于变切深的边滚刀磨损量公式.采用遗传算法,基于等寿命原则,对中心刀和正刀的极径进行优化设计;基于等磨损原则,建立非线性数学模型,对边刀的倾斜角进行优化设计.以MB264-311-8030mm型TBM刀盘为例,计算结果表明,与原始滚刀极径相比,51把滚刀中最大差距仅有25.8,mm,为刀盘半径的0.64%,可忽略不计,充分验证了该方法的可行性和有效性.
【作者单位】： 天津大学机械工程学院;
【关键词】： 全断面岩石掘进机 极径布置 遗传算法 等寿命 等磨损
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB035402) 国家自然科学基金资助项目(51275339,51575379)
【分类号】：TU621
【正文快照】： 全断面岩石掘进机(full-face rock tunnel boringmachine)简称TBM,是我国大型装备制造业的标志性产品.刀盘位于全断面掘进机的最前端,掘进时直接与隧道掌子面接触,是决定TBM能否高效、可靠、稳定掘进的关键[1-2].TBM刀盘设计主要包括刀盘形状的确定及刀盘剖面轮廓的设计、刀盘

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本文编号：732807