【摘 要】
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现阶段我国的一些大规模地下隧道工程逐渐得到发展,TBM隧道掘进机作为一种大型专业化机械设备已经是地下工程施工中必不可少的工具。TBM的掘进就好比是一台钻机钻入地下,影响
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现阶段我国的一些大规模地下隧道工程逐渐得到发展,TBM隧道掘进机作为一种大型专业化机械设备已经是地下工程施工中必不可少的工具。TBM的掘进就好比是一台钻机钻入地下,影响钻机效率的关键就是钻头,TBM的“钻头”就是刀盘上的刀具,在多种TBM刀具中起到对岩石进行破碎作用的是盘形滚刀,所以它是使用量巨大的消耗品。盘形滚刀是一种可以在其与岩石的摩擦力驱动下独立回转运动的机构组件,它由多种零件组装而成,因此盘形滚刀的单价不菲,通常要数万元。综合多方面条件,盘形滚刀的性能与质量直接影响到TBM的破岩效率、地下工程施工效率以及成本。盘形滚刀的核心零件是刀圈,是直接与岩石相接触的零件,需要承载巨大的且不规则的载荷,所以生产工艺相对复杂,目前国内生产企业的产能不能满足庞大的市场需求,所以对刀圈进行深入研究,寻求提高产能的方法,找到提高破岩效率的办法,是改善现状的有效途径,在经济、技术、应用等方面具有重大意义。论文主要研究工作如下:(1)结合获取的国内外专家学者的理论著作与工程数据,分析盘形滚刀的受力状态与失效形式。(2)根据岩石的结构特征与力学特性,设计一种新型TBM盘形滚刀刀圈;结合生产实践,设计该产品的生产工艺;利用SOLIDWORKS软件对该产品进行三维建模。(3)基于ABAQUS软件对新型TBM盘形滚刀刀圈进行破岩模拟以及动态有限元分析;对比分析该产品的创新性与优越性。(4)基于DEFORM-3D软件对新型TBM盘形滚刀刀圈进行模锻成型过程的模拟以及产品应力状态的有限元分析,分析生产可行性与成本优越性。该课题在研究过程中获得了国家发明专利一项:一种TBM盘形滚刀刀圈生产工艺.专利号:CN105269270A
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