全断面硬岩掘进机刀盘结构改进设计

发布时间：2018-04-18 21:50

  本文选题：TBM刀盘 + 有限元　； 参考：《机械设计与制造》2014年02期

【摘要】：刀盘是全断面硬岩掘进机(简称TBM)的核心工作部件,其结构设计对TBM掘进性能有很大影响。以辽西北供水项目的 TBM刀盘为研究对象,建立等效刀盘几何模型和有限元模型,依据典型载荷工况在刀座上施加滚刀额定三向载荷,分析不同载荷工况下结构应力及变形分布情况,发现在法兰与支撑筋的焊接部位出现刀盘最大应力(146MPa),支撑筋与法兰连接处应力存在大幅度的突变,这与该焊接面积过小有关,故增加法兰与联接筋的焊接面积,提出刀盘结构改进方案,改进后结构最大等效应力降低56%,改进效果明显,为TBM刀盘的结构设计提供参考依据。
[Abstract]:Cutter head is the core part of full section hard rock tunneling machine (TBM), and its structure design has great influence on TBM tunneling performance.Taking the TBM cutter head of the water supply project in northwest Liaoning as the research object, the equivalent cutter head geometry model and the finite element model are established. According to the typical load condition, the hob rated three direction load is applied on the cutter base.By analyzing the stress and deformation distribution of the structure under different load conditions, it is found that the maximum stress of the cutter head is 146MPa / a in the welding position of flange and bracing bar, and the stress at the joint between the bracing bar and the flange has a large abrupt change, which is related to the small welding area.Therefore, by increasing the welding area between flange and connecting bar, the improved scheme of cutter head structure is put forward. The maximum equivalent stress of the improved structure is reduced by 56%, and the effect of improvement is obvious, which provides a reference for the structural design of TBM cutter head.
【作者单位】： 北方重工集团有限公司;大连理工大学机械工程学院;
【基金】：国家青年自然科学基金项目(51005033) 中央高校基本科研业务费专项项目(DUT13LK14)
【分类号】：U455.3

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