盾构刀盘的结构设计与仿真分析.docVIP

长　沙　学　院 CHANGSHA UNIVERSITY 毕业设计题 目： 　　（2014届） 　本科生毕业设计说明书 盾构刀盘的结构设计与仿真分析 系　　　　部： 机 电 工 程 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 贺 志 波 班 级： 1班 学号 2010011112 指导教师姓名： 张干清 职称 讲师 最终评定成绩 2014年6月 摘 要 盾构刀盘在城市地下空间建设起到了越来越明显的作用，大部分城市地铁轨道建设都是通过盾构施工完成了，因此盾构在地铁工程中起到了一个非常重要的角色。由于我国盾构施工起步较晚，关于盾构的技术也一直在向国际靠拢，因此我国的盾构需要不断的研究和开发，以更好的投入到城市地下空间建设。 本文通过了解各大城市地铁建设的情况，所遇到的问题和经验总结，对盾构机的刀盘的结构从以下方面进行了设计： 刀盘选型，主要对现有盾构刀盘及其所使用的环境进行分析，通过地质层，刀盘形式和刀具进行选择； 受力分析，通过总分析施工地质环境和各种工况来对刀盘结构进行受力分析； 刀盘设计，经过以上步骤，再结合长沙市地铁施工对盾构刀盘的结构进行设计。 关键词：盾构，刀盘结构，结构设计， ABSTRACT ×××××××××（号Times New Roman，行距20磅，首行缩进2字符）××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××.. Keywords：×××，×××，×××，×××（4号Times New Roman） 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 绪论 - 1 - 1.1 研究背景 - 1 - 1.2研究意义 - 1 - 1.3国内外的研究现状 - 2 - 第2章工程概况及盾构刀盘选型 - 4 - 2.1工程概况 - 4 - 2.2工程地质与水文地质条件 - 5 - 2.2.1区间地质概况 - 5 - 2.2.2盾构区间主体穿越的地层及地质评价 - 7 - 2.2.3水文地质情况 - 8 - 2.2.4对工程影响较大的特殊地质 - 8 - 2.3区间盾构机选型 - 9 - 2.3.1盾构选型的依据 - 9 - 2.3.2 土压和泥水盾构机的工程适宜性 - 9 - 2.4刀盘形式 - 10 - 2.5刀具类型 - 11 - 2.6盾构刀具布置方案 - 12 - 2.7刀具、刀盘的布局特点对地质的适应性 - 14 - 2.8本章小结 - 14 - 第3章 受力分析 - 15 - 3.1 基本参数确定 - 15 - 3.1.1 刀盘开口率的确定 - 15 - 3.1.2 刀盘扭矩计算 - 15 - 3.1.3 盾构推进力的计算 - 16 - 3.2 动力传递过程和刀盘受力分解 - 17 - 3.3 刀盘的工况和受力分析 - 18 - 3.3.1 三分之一堵转工况 - 18 - 3.3.2 3000吨推挤工况 - 20 - 3.3.3 软土加固土层堵转 - 20 - 3.3.4 软土1米处堵转 - 22 - 3.3.5 静启动脱困工况 - 23 - 第4章 盾构刀盘方案设计 - 25 - 4.1 刀型设计 - 25 - 4.2 刀盘结构形式对刀盘扭矩影响 - 26 - 4.2.1 扭矩影响因素分析 - 27 - 4.2.2 刀具配置对扭矩的影响 - 27 - 4.2.3 开口率对刀盘扭矩影响及刀盘扭矩模型建立 - 30 - 4.2.4 刀盘宽度及地层摩擦系数对扭矩的影响分析 - 30 - 4.3 刀盘结构形式及刀具配置对刀具磨损的影