全断面隧道掘进机滚刀磨损特性研究

发布时间：2017-08-13 21:45

  本文关键词：全断面隧道掘进机滚刀磨损特性研究

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【摘要】：全断面隧道掘进机是地铁隧道、水利水电等工程中主要的工程设备。滚刀作为隧道掘进机破岩的关键部件,其使用寿命、磨损情况直接影响着隧道掘进机掘进的效率、成本及施工质量。由此,隧道掘进机滚刀刀圈材料的制备、滚刀的磨损研究已成为隧道掘进机研究领域的一个重要的方向。首先,在分析不同滚刀刀圈材料性能的基础上,采用不同热处理方案对42CrMo材料进行热处理,分别对不同热处理方案得到的试样进行冲击实验、洛氏硬度实验、金相组织观察和材料磨损实验,分析不同淬火与回火温度下42CrMo材料的韧性、硬度、金相组织与磨损特性之间的相关关系,得到该材料的最优热处理方案,将其与实际滚刀刀圈材料进行性能对比。其次,结合现场收集来的掘进参数、刀圈结构参数以及滚刀刀圈磨损量通过线性回归的方法,开展现场测试数据分析,根据分析结果指导施工现场的隧道掘进机掘进参数的选取与刀具更换。在数据分析结果的基础上运用LabVIEW编制磨损预测软件。最后,设计了岩粉磨蚀实验台,对其传动轴的结构进行校核,利用Ansys Workbench软件对岩粉磨蚀实验台进行静力学分析和模态分析,分析实验台所受应力、变形及易发生共振的频率。
【关键词】：盘形滚刀 滚刀磨损 实验台 LabVIEW
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.31
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 论文研究目的与意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-13
• 1.3.1 刀圈材料研究10-11
• 1.3.2 滚刀刀圈磨损研究11-13
• 1.4 论文主要研究内容13-15
• 第二章 滚刀刀圈磨损试验方案15-21
• 2.1 滚刀磨损失效15-16
• 2.2 滚刀破岩16-17
• 2.3 研究方案17
• 2.4 试验材料17-18
• 2.5 试验方法18-20
• 2.5.1 化学成分实验18
• 2.5.2 冲击韧度实验18-19
• 2.5.3 洛氏硬度实验19
• 2.5.4 金相组织观察实验19-20
• 2.5.5 磨损实验20
• 2.6 本章小结20-21
• 第三章 滚刀刀圈材料性能实验21-34
• 3.1 材料成分21
• 3.2 刀圈材料冲击韧性实验21-23
• 3.2.1 42CrMo冲击韧性实验22
• 3.2.2 H13钢冲击实验22-23
• 3.3 刀圈材料硬度23-24
• 3.3.1 42CrMo硬度23-24
• 3.3.2 H13钢硬度24
• 3.4 42CrMo材料金相组织24-26
• 3.5 刀圈材料磨损性能实验26-32
• 3.5.1 42CrMo和H13钢磨损实验27-31
• 3.5.2 H13钢滚刀刀圈磨损实验31-32
• 3.6 刀圈材料实验性能分析32
• 3.7 本章小结32-34
• 第四章 盘形滚刀磨损预测34-48
• 4.1 工程概况34-36
• 4.1.1 工程地质情况34
• 4.1.2 隧道掘进机简介34-35
• 4.1.3 施工中常见问题35-36
• 4.2 滚刀磨损36-42
• 4.2.1 实验数据确定36-37
• 4.2.2 数据拟合37-38
• 4.2.3 平刃刀圈磨损预测38-39
• 4.2.4 小刃角刀圈磨损预测39-40
• 4.2.5 实验数据分析40-42
• 4.3 滚刀磨损预测软件42-43
• 4.4 用户登录43-44
• 4.5 现场实验数据曲线拟合模块44-45
• 4.6 滚刀磨损预测模块45-47
• 4.7 本章小结47-48
• 第五章 岩粉磨蚀实验台设计48-61
• 5.1 实验台设计背景48-49
• 5.1.1 必要性48
• 5.1.2 研究现状和趋势48-49
• 5.2 实验台方案49-51
• 5.2.1 基本参数49-50
• 5.2.2 实验台设计方案50-51
• 5.2.3 实验台功能51
• 5.3 实验台关键零件设计与受力分析51-60
• 5.3.1 轴的设计51-57
• 5.3.2 实验台静力学分析57-58
• 5.3.3 实验台模态分析58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 论文总结61
• 6.2 后续工作展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文68

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1 ;倡议书——在中国推广应用隧道掘进机及发展中国隧道掘进机制造产业[J];岩石力学与工程学报;2002年03期

2 马元s，

本文编号：669101