TBM盘形滚刀布置方式探讨.pdfVIP

TBM 盘 形 滚 刀 布 置 方 式 探 讨 口 李 杨 !．中国船舶重工集团公司第 704研究所 上海 200031 2．中船重工(青 岛)轨道交通装备有限公司 山东青岛 266109 摘 要 ：滚刀在 TBM 刀盘上 的布置是刀盘设计的关键环节。通过对TBM盘形滚刀破岩机理 的分析 ，得 出盘形滚刀的 受力计算式；根据 TBM刀盘上滚刀布置的基本原则，提 出用TBM破岩时刀盘 的受力平衡公式；根据 国外成熟厂商刀盘 图 纸，得到刀具布置规律，并用理论计算进行验证，为TBM刀盘上滚刀的布置提供参考。 关键词 ：TBM 刀盘 破岩机理 盘形滚刀 受力分析 滚刀布置 中图分类号 ：TH123；U455．3 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2013)07—0035—04 2．2 盘 形 滚 刀 的 1 概述 受 力 分 析 隧 道 掘 进 机 (TBM)刀 盘 具 有 破 碎 岩 石 、稳 定 掌 子 盘 形 滚 刀 在 破 面 等功 能 ．在施 工过 程 中承 受大扭 矩 、大 推力 和 冲击 载 岩过程 中 ，刀 刃与 荷 ．工作 状况 十分 恶劣 。刀盘设 计 是 TBM 设 计 的关 键 岩 石 间 的 相 互 作 技术 ．而刀具 布 置作 为刀 盘设 计 的关 键环 节 ，直 接影 响 用 ，使 滚 刀 受 到 3 到设 备 的掘 进性 能 、刀盘 寿命 和 大轴 承 的寿 命 ，对 于提 个方 向 的作 用 力 ， 高掘 进 速度 、降低施 工成 本 、减小 设备 振 动具 有 重要 作 如 图 1所 示 。 用 。 (1)法 向力 凡 ：指 向开 挖 面 ，由刀盘 液 压 缸推 力 产 国外 知 名 TBM 生 产 厂 家对 刀盘 设 计 和刀 具 布 置 生 。 技术 的研究 已经 很成 熟 ，各 自形 成 了一 套独 有 的设计 (2)切 向力 ：指 向盘形 滚刀 切 向 ，由刀 盘转 矩 产 理念 和设 计 方法 。国 内对于 TBM 滚 刀 的破 岩机 理 和刀 生 。 具 布置 方式 的研 究也 做 了大 量 的研究 工作 ，取 得一 定 (3)侧 向力 R ：指 向刀 盘 中心 ，由滚 刀 对 岩石 的挤 的技 术 成果 。 压 力 和 刀刃 与 岩石 接 触 点位 置偏 离 刀 刃 中心 面 产生 。 侧 向力 与法 向力 和切 向力 相 比一 般 较小 ．可 忽 略不计 。 2 TBM盘形滚刀的受力分析 侧 向力 仅对 滚刀 轴承 的使 用寿命 有所 影 响 。 2．1 盘 形 滚 刀 的破 岩 机 理 … (4)刀盘 掘进 时 ，滚 刀 在推 力作 用下 紧 压在 掌子 面 TBM 盘 形滚 刀 的破 岩过 程 可 分 为 2个 阶段 ：滚 刀 上 ．滚 刀一方 面 绕 自身轴 线 自转 ．同 时绕 刀盘 中心 公 切入