盾構(gòu)機(jī)的刀具和刀盤

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1、萬方數(shù)據(jù)盾構(gòu)機(jī)的刀盤和刀具TheCutterHeadandToolsoftheShieldMachine豳中鐵七局集團(tuán)第三工程有限公司何小娥／HEXiaoe刀盤是盾構(gòu)的主要工作部件，不同地質(zhì)地層應(yīng)采用不同的刀盤結(jié)構(gòu)形式及刀具布置，刀盤及刀具的好壞關(guān)系到盾構(gòu)施工的成敗，影響盾構(gòu)掘進(jìn)的速度和效益，甚至關(guān)系到盾構(gòu)施工的成敗1刀盤刀盤是一個帶有多個進(jìn)料槽的切削盤體，位于盾構(gòu)機(jī)的最前部，用于切削土體?！暗侗P”的工作原理可簡單比作是一把剃須刀，在前進(jìn)過程中逐漸將泥土砂石變成碎塊，再排放到“刀盤”后的“儲藏室”內(nèi)，即，土倉。1．1刀盤的特點(diǎn)

2、的切削效果和掘進(jìn)速度，甚至關(guān)系到盾構(gòu)施工的成敗。個性化：盾構(gòu)在施工過程中會遇到各種不同地層，從淤泥、粘土、砂層到軟巖及硬巖等。刀盤刀具不可能是千篇一律的，必須根據(jù)工程地質(zhì)情況進(jìn)行個性化設(shè)計。多樣化：隨著城市建設(shè)的加快，土地資源越來越珍貴，為了節(jié)省空間，越來越多的異形盾構(gòu)出現(xiàn)，刀盤也隨之變得各式各樣。1．2刀盤的功能開挖功能：對掌子面的地層進(jìn)行開挖，開挖后的渣土順利通過渣槽，進(jìn)入土艙，穩(wěn)定功能：支撐掌子面，具有穩(wěn)定掌子面的功能；重要性：刀盤的選擇是否合適直接影響盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)攪拌功能：對土艙內(nèi)的渣土進(jìn)行攪拌，使渣土具有一力值趨于減小

3、。在低速情況下瀝青混凝土路面呈粘彈性狀態(tài)，刀具前角對切屑的擠壓以及后角對已加工路面的摩擦使得刀尖附近的應(yīng)力值增大；隨著切削速度的增大，瀝青混凝土在切削過程中脆性越來越明顯，產(chǎn)生的切屑對前刀面的擠壓程度降低，從而使得刀尖附近的應(yīng)力值趨于減小；當(dāng)速度達(dá)到一定程度的時候，這個值趨于平穩(wěn)。另外還可以看出在切削過程中刀尖前端的瀝青混凝土路面主要受到刀尖對其的擠壓，從而o?o。。和o，，呈現(xiàn)為負(fù)值；o。、a，，和o，，由低速慢慢隨著速度的增大而不斷增大，這是因?yàn)闉r青混凝土的粘塑性隨著切削速度變化而引起的。表3為切削深度為60mm的不同切削

4、速度下的刀具切削力計算結(jié)果?？梢钥闯?，切削速度由100mm／s逐漸增大到1000mm／s的過程中，刀具受力增加比較緩慢，所以刀具所受到的沖擊不是很大，刀具的磨損也不會很嚴(yán)重。切削速度從l000mm／s增大到6000mm／s過程中，刀具受力急劇增加，所以刀具的磨損將表3切深為60mm時不同切削速度下的刀具切削力切削速度／(mm／s)1003005001000200030006000最大切削力／N1673．312004062846793967．1510494．228497．4714433平均切削力／N108870128993149

5、8622421．646966．8312172．7747007．86100CMTM2010．05會迅速加劇。因此高速、大切深銑刨路面對銑刨機(jī)的剛性和功率提出了較高的要求。綜上所述，對于較小切削深度的路面銑刨機(jī)，切削速度最好維持在2000mm／s以下，對于較大的切削深度，可以選擇較大切削功率的路面銑刨機(jī)以較大的切削速度來完成切削作用，提高切削效率。參考文獻(xiàn)[1】陳志剛，周里群，黃霞春．基于ANSYS的金屬切削過程有限元仿真．鑿巖機(jī)械氣動工具，2007，(1)，46．54．[2】2蔡玉俊，段舂爭，李圓圓，王敏杰．基于Abaqus的高

6、速切削切屑形成過程的有限元模擬．機(jī)械強(qiáng)度，2009，31(4)：693．696．[3】M．Movahhedy,M．S．Gadala，Y．Altintas，SimulationoftheorthogonalmetalcuttingprocessusinganarbitraryLagrangian-Eularianfiniteelementmethod，JournalofMaterialsProcessingTechnology,2000，103，267-275．[4】G．R．Johnson，W．H．Cook，Aconstitut

7、ivemodelanddataformetalssubjectedtolargestrains，highstrainsratesandhightemperatures，Proceedingsofthe7thInternationalSymposiumonBallistics，TheHague，1983，541-547．收稿日期：2010．01-28通訊地址：湖南省湘潭市(411105)羲搿鏤耪萬方數(shù)據(jù)繅塑疊絲鱉鰱絲遒麴鞫鰱鱉鯊繾纘鎏鎏鱉塑幽甾幽女絲?一7w?r?‘4??o?≮r’”??～一定的塑性，能通過螺旋輸送機(jī)來調(diào)整控制土

8、艙內(nèi)的壓力。1．3刀盤的主要構(gòu)成(1)主驅(qū)動連接法蘭(連接主驅(qū)動)；圖1(2)刀盤支撐(傳遞扭矩及軸向力)，有兩種支撐方式(表1)：裹1中心支撐方式中間支攆方式(1)4m以下的外徑使用的業(yè)績多。(2)此類型當(dāng)?shù)侗P偏載荷作業(yè)難以確保刀盤面板的強(qiáng)度。(3)刀盤密封直徑小，密封耐久