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基于TBM刀盘剖面轮廓的滚刀极径优化布置设计  
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【英文篇名】 Optimal Layout Design for Disc Cutters' Assembled Radii Based on TBM Cutterhead Profile
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【作者】 郭伟; 孙红艳; 刘建琴; 宋立玮; 孙斌;
【英文作者】 Guo Wei; Sun Hongyan; Liu Jianqin; Song Liwei; Sun Bin; School of Mechanical Engineering; Tianjin University;
【作者单位】 天津大学机械工程学院;
【文献出处】 天津大学学报(自然科学与工程技术版) , Journal of Tianjin University(Science and Technology), 编辑部邮箱 2016年 12期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 全断面岩石掘进机; 极径布置; 遗传算法; 等寿命; 等磨损;
【英文关键词】 full-face rock tunnel boring machine; assembled radius layout; genetic algorithm; equal life; equal wear;
【摘要】 为解决目前滚刀极径布置研究中多采用V型滚刀、未考虑边滚刀变切深的特性并忽略了全断面岩石掘进机(TBM)刀盘剖面轮廓与滚刀极径布置的耦合机制问题,提出了一种基于刀盘剖面轮廓的滚刀极径布置的适应性设计方法.基于CSM受力模型,以最外侧边缘滚刀的轴承受力为评价指标,根据刀盘过渡区域大小、过渡圆弧半径及安装倾角范围之间的关系,确定其剖面轮廓.推导出常截面滚刀的破岩量公式和基于变切深的边滚刀磨损量公式.采用遗传算法,基于等寿命原则,对中心刀和正刀的极径进行优化设计;基于等磨损原则,建立非线性数学模型,对边刀的倾斜角进行优化设计.以MB264-311-8030mm型TBM刀盘为例,计算结果表明,与原始滚刀极径相比,51把滚刀中最大差距仅有25.8,mm,为刀盘半径的0.64%,可忽略不计,充分验证了该方法的可行性和有效性.
【英文摘要】 In present studies,V-shaped cutters are used widely;the characteristic of gage disc cutters' variable cutting depth fails to be considered,and the coupling mechanism between the profile of full-face rock tunnel boring machine(TBM)cutterhead and the assembled radii layout of the disc cutters is ignored.In order to solve these problems,an adaptive design method based on the profile of the cutterhead was proposed to study assembled radius layout of disc cutters.Based on the CSM model,taking the bearing stress ...
【基金】 国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB035402); 国家自然科学基金资助项目(51275339,51575379)
【更新日期】 2017-01-24
【分类号】 TU621
【正文快照】 全断面岩石掘进机(full-face rock tunnel boringmachine)简称TBM,是我国大型装备制造业的标志性产品.刀盘位于全断面掘进机的最前端,掘进时直接与隧道掌子面接触,是决定TBM能否高效、可靠、稳定掘进的关键[1-2].TBM刀盘设计主要包括刀盘形状的确定及刀盘剖面轮廓的设计、刀盘?

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