發(fā)布時間：2020-01-25 20:30

【摘要】：采用試驗方法研究了盤形滾刀破巖時掘進參數(shù)貫入度、切削速度和刀間距的選擇對破巖性能的影響.結(jié)果表明:貫入度、切削速度的增加,破巖力成比例增大;得到最優(yōu)貫入度為7.6 mm和最優(yōu)切削速度6 m/h,進而確定刀盤轉(zhuǎn)速和最外徑線速度,推算TBM總推力和總轉(zhuǎn)矩.分析盤形滾刀切割巖石時的擠壓、剪切破壞過程,前方破碎區(qū)由于擠壓破壞形成粉盒區(qū);兩側(cè)的巖石受到滾刀浸入的擠壓作用,發(fā)生彈性變形,逐漸達到巖石的剪切強度極限,裂紋貫通碎裂.
【圖文】：

沂鋇母饗?力;位移信號的反饋用來控制伺服閥，形成一套閉環(huán)系統(tǒng)．試驗用的滾刀均為天工刀具廠制造的17″盤型滾刀，為掘進施工中最常用的滾刀;巖石的試樣尺寸為1500mm×800mm×500mm;由于巖石為脆性特性，在受力不均勻的情況下，容易脆裂，用混凝土澆灌試樣和底座之間的間隙，保證了巖石的整體性和切削環(huán)境的真實性;試樣安裝時，傾斜15°，保證了滾刀切割巖石貫入度逐漸增加，真實模擬全斷面掘進機刀盤的螺旋線掘進過程．圖1為滾刀在試驗中各項受力示意圖，定義Fv為垂向力，F(xiàn)r為縱向力，F(xiàn)s為側(cè)向力．圖1雙刀破巖滾刀受力圖Fig．1Forcesbetweentwodisccutterswhencuttingrock1.2試驗因素以貫入度p、切削速度v和刀間距s為3個自變量因素，，每個因素安排4個水平，設計一次正交試驗．試驗中其他因素一致，如巖石的材料不變．正常破碎過程中，盤形滾刀因長期工作刀刃部分磨損失去破巖能力而更換，因此以切削過程中盤形滾刀所受到的平均切削力為試驗指標比較適宜．因此，對結(jié)果進行分析時，以平均垂向力、縱向力和側(cè)向力為分析試驗指標．試驗的各個因素和水平如表2所示．表2試驗因素水平表Table2Tableofimpactfactorsinthetest因素水平1234貫入度p/mm2.55.17.610.1切速v/(m·s－1)0.751.001.251.50刀間距s/mm76767676比能(s/p)30.414.9107.52結(jié)果與討論2.1破巖過程受力分析垂向液壓加載油缸的加載過程為伺服漸進加載，縱向推進的最大速度為1.5m/s，試樣長度為1.5m，最大速度下1s即可完成巖石試樣的破巖過程，如圖2所示．因此，恒定貫入度切割時，需預先把垂直油缸下降至恒定的切深位置．本試驗為雙滾刀切割，由圖3可以看出，1#滾刀浸入巖石即t=4.02s時，刀具的受力由空載變?yōu)樨撦d，會產(chǎn)生沖?

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本文編號：2573104