机械工程学报

作者：张照煌, 程克凤, 刘书兵

单位：1. 华北电力大学能源动力与机械工程学院 北京 102206;2. 北方重工集团有限公司 沈阳 110141

关键词：全断面岩石掘进机,三维盘形滚刀,三维刀间距,主参数,有限元计算；

基金：国家高技术研究发展计划资助项目(863计划，2012AA041803)。

全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩理论研究一直是领域研究热点难题之一，但在研究内容和研究方法上多以盘形滚刀线性滚压破碎岩石的试验为基础，而全断面岩石掘进机实际作业盘形滚刀是圆形滚压破碎岩石，即三维滚动破岩。据此，研制出了三维盘形滚刀并应用ABAQUS软件建立三维盘形滚刀圆形滚动破岩的有限元模型，通过分析计算盘形滚刀破岩力和不同刀间距下的破岩比能，研究三维盘形滚刀在不同贯入度下的三维最优刀间距。应用Origin软件拟合分析，提出并建立了三维盘形滚刀的三维最优刀间距确定公式。将三维盘形滚刀和确定的三维最优刀间距理论应用于某TBM刀盘并与原刀盘主参数对比，发现采用三维盘形滚刀和三维刀间距的刀盘比原刀盘的推力减小15.8%，扭矩减小22.05%，验证了三维盘形滚刀和三维刀间距布置盘形滚刀可有效提高TBM的破岩效能。

来源：2024年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2024年第11期