基于能量法的TBM滚刀磨损机理分析研究

摘要：

滚刀的磨损消耗是全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machines,TBM)掘进成本的重要组成部分.针对于此,基于中国秦岭和挪威R(o)ss(a)ga硬岩隧道的实际工程数据,使用能量分析的方法对滚刀磨损进行了分析研究.提出了滚刀刃单位磨损功和等效磨损函数,通过分析刀盘上不同区域滚刀的运动、受力和磨损机制,建立了基于各刀位滚刀破岩载荷、滚刀安装参数和TBM掘进参数的滚刀刃单位磨损功计算公式.通过求解8.8 m和7.23 m直径TBM的等效磨损函数,并计算相应的滚刀刃单位磨损功,对比分析了不同刀盘、不同地质条件和不同刀盘区域的滚刀磨损,发现:等效磨损函数与滚刀寿命系数(CLI)成反比,等效磨损函数的对称轴位置取决于滚刀布局,对称轴位置的滚刀破岩和磨损状态最理想.揭示了刀盘内侧和外侧区域滚刀高磨损率的原因,提出了增大刀盘内侧滚刀间距、增大30°～40°倾角的边滚刀数目的滚刀布局建议.

关键词：全断面岩石掘进机、滚刀磨损、能量分析、等效磨损函数

所属期刊栏目：54

分类号：TU94;TP391(地下建筑)

资助基金：国家重点基础研究发展计划资助项目973计划,2013CB035402

在线出版日期：2018-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：36-43