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盾构机刀具磨损与布局问题分析研究

作　者: 裴瑞英
导　师: 郭伟
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 切削机理磨损刀具布局等寿命布置
分类号: U455.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 159次
引　用: 5次
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内容摘要

减小盾构掘进刀具磨损,是保证盾构机能够长距离掘进的重要措施。在施工中经常出现的盾构刀具磨损严重、破损、脱落等,导致工程事故的发生,给整个工程的工期、造价带来严重影响,甚至威胁人的生命。因此,研究如何减小盾构掘进刀具的磨损,探究引起磨损的各项因素对延长盾构机掘进距离,提高盾构机的工作效率具有重要意义。本文从分析盾构刀具磨损的相关因素和减小磨损、延长寿命两方面入手,对盾构刀具的磨损、布局进行了研究,取得了下列研究成果:1、分析了各种盾构刀具的特点和工作机理。2、分析了刀具的磨损及磨损相关的各种因素,包括地质情况、刀具结构、施工控制等,并重点研究了刀具宽度和贯入度对刀具受力、磨损的影响;从设计和施工两方面总结了提高刀具耐用度的各项措施。3、研究了刀盘、刀具形式及刀具与地质的适用关系,并通过工程案例进行了详细说明。4、研究了刀具的一般布局型式;计算分析了刀具布局和磨损之间的关系;最后重点研究了刀具的等寿命布置原则,经过实例计算,并通过VBA在Autocad中的二次开发完成了刀具的等寿命布置计算。这些成果可为以后盾构机刀盘的设计提供参考,为盾构机施工提供一定的指导作用。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 选题的背景和意义  7-8
  1.2 刀具及刀具磨损对盾构隧道施工带来的重要影响  8-10
  1.3 盾构机刀具的国内外研究现状  10-13
    1.3.1 刀具切削机理研究现状  10-11
    1.3.2 刀具设计理论研究现状  11-13
  1.4 目前急需解决的问题  13-14
  1.5 本论文的研究内容  14-15
第二章盾构机刀盘刀具种类及工作原理分析  15-29
  2.1 盾构机刀盘种类简介  15-17
  2.2 盾构机刀具种类及工作原理  17-28
    2.2.1 滚刀分类及工作原理  17-20
    2.2.2 切削式刀具分类及工作原理  20-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章盾构机刀具磨损及耐用度分析研究  29-54
  3.1 滚刀磨损状况和磨损相关因素  29-34
    3.1.1 滚刀磨损的主要形式  29-31
    3.1.2 与滚刀磨损相关的地质因素  31-32
    3.1.3 滚刀结构功能和破岩能力  32-33
    3.1.4 刀盘形式与刀具组合因素  33
    3.1.5 施工控制因素  33-34
    3.1.6 工程设计因素  34
  3.2 刀宽及贯入度对切刀磨损的影响  34-43
    3.2.1 刀具宽度对磨损的影响  35-41
    3.2.2 贯入度对刀具耐磨性的影响  41-43
  3.3 工程案例  43-48
    3.3.1 工程地质条件  43-44
    3.3.2 刀具布置情况及施工中出现的问题  44-48
  3.4 提高刀具耐用度的对策  48-53
    3.4.1 与地质相匹配的刀具配置  48-50
    3.4.2 改善刀具磨损情况的措施  50-53
  3.5 本章小结  53-54
第四章盾构刀具布局计算分析  54-74
  4.1 刀具的阿基米德螺线布置方法  54-57
    4.1.1 阿基米德螺线布置  54-55
    4.1.2 刀头的一般布置  55-57
  4.2 滚刀刀间距的确定  57-59
    4.2.1 刀间距确定的基本原则  57
    4.2.2 刀间距的确定  57-58
    4.2.3 不同位置刀具破岩量分析  58-59
    4.2.4 在设计和施工中所采取的措施  59
  4.3 刀具布局与磨损之间关系的研究  59-66
    4.3.1 刀具切削过程分析  60-63
    4.3.2 求解分析  63-66
  4.4 按照等寿命原则布置刀具  66-73
    4.4.1 等寿命布刀计算原则  66-68
    4.4.2 实例计算  68-70
    4.4.3 利用VBA在Autocad中的二次开发完成刀具布局  70-73
  4.5 本章小结  73-74
第五章总结与展望  74-76
  5.1 总结  74
  5.2 展望  74-76
参考文献  76-80
发表论文和科研情况说明  80-81
致谢  81

盾构机刀具磨损与布局问题分析研究

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