砂性地层土压平衡盾构刀具磨损试验研究
[Abstract]:With the large-scale development of urban rail transit construction, the earth pressure balance shield method plays a more and more important role in the construction of urban subway tunnel because of its own advantages. For a long time, the fast wear of shield cutting tools has become an important problem that restricts the long distance, fast and continuous excavation of shield machines. Especially in sand formation, quartz and other erosive minerals are high, which leads to serious wear of cutting tools, easy to cause excessive torque of cutter head, low efficiency of excavation, and even unable to continue digging and forced to open the cabin to change knives. This paper studies the cutting mechanism and failure mode of shield tools under the condition of sand formation, obtains the influence law under the main control factors of sand soil erosion characteristics, and puts forward the protective measures for reducing the wear of shield tools, which is of great significance for prolonging the effective service period of shield tools, ensuring the long distance, fast and safe driving of shield tools. In this paper, the cutter, which is widely used in shield construction and is easy to wear, is taken as the research object, its motion characteristics, cutting mechanism and failure mode are analyzed in detail, and many factors affecting tool wear are summarized. Aiming at the common sand soil strata, the effects of particle gradation, water content and mineral composition on the wear and corrosion of sand soil are investigated, and the construction parameters are analyzed by orthogonal test to study the wear reduction and safety protection measures of shield cutting tools. The main work is summarized as follows: (1) the axial, circumferential and deep motion characteristics of shield cutter are analyzed, the working mechanism and failure mode of shield cutter are revealed, and it is pointed out that abrasive wear is the main tool in sand formation. The process of hard abrasive particles such as quartz pressing into the surface of the tool and sliding on the surface of the metal material is simulated by ANSYS finite element software. The stress and strain characteristics of the surface metal material during deformation are analyzed, and the relationship between the abrasive particles and the micro-contact mechanics of the tool is studied. (2) the soil erosion test is carried out to analyze the effects of sand soil particle size, moisture content and mineral components on its wear characteristics. The erosion coefficient has a good exponential correlation with the fine particle content of sandy soil, and decreases with the increase of water cut, and reaches the peak near the optimal moisture content of sandy soil, which is linearly correlated with the average Rosiwal hardness of mineral components. (3) according to the level of selected factors in the actual engineering background, the orthogonal test is carried out on the key construction parameters, such as soil cabin pressure, rotating speed and foam injection ratio, which affect the wear of shield cutting tools. The analysis results of the test data show that the soil cabin pressure has the greatest influence on the wear rate among the selected parameters, followed by the rotating speed, and finally the foam injection ratio. According to the experimental results, the measures to control the thrust, adjust the rotating speed, coordinate the pressure and cooperate with the improved multi-construction parameter linkage control are put forward to reduce the wear of shield cutting tools.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U455.43
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;扩、铰联合刀具[J];机床与工具;1956年18期
2 朱世和,,高东;刀具配置的逐层优化方法研究[J];中国机械工程;1995年S1期
3 朱世和,高东;实现刀具优化配置的方法研究[J];组合机床与自动化加工技术;1995年04期
4 赵秋荣;不同刀具材料的基本性能与评价[J];华北工学院学报;1995年01期
5 袁人炜,陈明;高速切削加工中刀具材料的选用[J];机械工程师;2000年02期
6 张海霖;加工大直径孔的刀具[J];机械工艺师;2001年01期
7 于启勋;刀具材料的历史进展与未来展望[J];机械工程师;2002年01期
8 方斌,黄传真,邹斌,何林,孙静,王文明;硬切削中刀具材料的选择[J];机械工程师;2002年11期
9 石井康雄;从降低加工成本的角度来考虑刀具[J];现代制造;2002年19期
10 邓建新,丁泽良,赵军,王景海,艾兴;自润滑刀具材料研究综述[J];工具技术;2002年12期
相关会议论文 前10条
1 梁道宇;李炳新;;中国刀具历史发展简论[A];九省二区第三届泛珠三角先进制造论坛论文集[C];2006年
2 李友生;邓建新;石磊;;加工钛合金刀具材料的抗氧化性能研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
3 张庆;;刀具材料的应用和发展[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年
4 闫利平;;浅析刀具磨损[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
5 刘战强;王遵彤;万熠;艾兴;;基于实例推理的刀具材料选择系统的研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
6 邓建新;曹同坤;艾兴;;自润滑刀具的设计及其减摩机理研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
7 张晓饶;梁鑫;;提高油田井下钻铣刀具效率及寿命的研究[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年
8 黄传真;徐立强;王随莲;刘增文;;金属陶瓷刀具材料晶粒生长模型[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
9 戚正风;任瑞铭;;国内外刀具材料发展现状[A];第九次全国热处理大会论文集(一)[C];2007年
10 韩建华;宦鸿信;刘植群;;刀具镀膜的进展与对策[A];上海市真空学会成立20周年暨第九届学术年会论文集[C];2005年
相关重要报纸文章 前10条
1 刘峰;国产刀具要在高和专上下功夫[N];消费日报;2006年
2 本报记者 杨明;龙头企业丧失话语权 刀具行业谁主沉浮?[N];中国工业报;2005年
3 ;高效刀具:现代制造的另一个话语权[N];机电商报;2005年
4 本报记者 杨红英;面对金融危机 国产刀具行业应看到机遇[N];中国工业报;2008年
5 本报记者 贺延芳;“洋刀”抢滩,刀具大国如何锻造中国“宝刀”?[N];中国知识产权报;2012年
6 刘战强 作者系山东大学机械工程学院教授、博导;我们需要什么样的刀具人才[N];机电商报;2005年
7 林朝平;应大力推广绿色刀具[N];中国工业报;2003年
8 张丽娜;洋刀霍霍中国刀企还要磨刀几回?[N];消费日报;2006年
9 炳桢;加快刀具关键技术的开发应用[N];中国工业报;2003年
10 太原东山煤矿有限责任公司 王志荣;自润滑刀具材料研究[N];山西科技报;2006年
相关博士学位论文 前10条
1 刘欣;表面微织构WC-10Ni_3Al刀具切削Ti6Al4V的磨损特性研究[D];华南理工大学;2015年
2 郭宏;面向制造的刀具资源数据服务研究[D];北京理工大学;2015年
3 马利平;微细刀具脉冲磁场强化处理方法及机理研究[D];北京理工大学;2015年
4 兀伟;纳米刃口刀具制备及切削机理的研究[D];天津大学;2014年
5 范梦超;非圆球头整体铣刀刃形设计制造及其刀具路径生成算法[D];哈尔滨理工大学;2016年
6 丁志;粉末冶金材料高速切削加工性能研究[D];合肥工业大学;2016年
7 徐卫刚;变速箱齿轮自动生产线的刀具更换决策方法研究[D];重庆大学;2016年
8 高宏力;切削加工过程中刀具磨损的智能监测技术研究[D];西南交通大学;2005年
9 王苏安;面向全寿命周期管理的刀具直接标识与信息追踪技术研究[D];西北工业大学;2007年
10 宋文龙;微池自润滑刀具的研究[D];山东大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 袁昊成;砂性地层土压平衡盾构刀具磨损试验研究[D];中国地质大学(北京);2017年
2 江咏平;基于跨尺度的切削钛合金刀具磨损机理研究[D];天津理工大学;2015年
3 钱德成;基于MES的刀具选择优化及管理系统研究与开发[D];江南大学;2015年
4 崔洪胤;微织构刀具骨切削过程的仿真和试验研究[D];天津理工大学;2015年
5 于东民;玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板铣削实验研究[D];集美大学;2015年
6 王文凯;轴向车铣钛合金刀具磨损机理的研究[D];沈阳理工大学;2015年
7 黄亮;模具钢金刚石切削时冷却润滑条件对刀具磨损影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
8 彭鑫荣;刀具材料及切削参数对木材切削表面质量影响研究[D];南京林业大学;2015年
9 陈碧冲;微织构刀具的设计与切削性能试验研究[D];北京理工大学;2015年
10 刘丰文;刀具全生命周期信息管理技术研究[D];大连理工大学;2015年
本文编号:2507450
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2507450.html