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TBM的平面刀盘与两级刀盘的力学性能对比分析
【作者】 耿麒 [1] ; 魏正英 [1] ; 孟昊 [1] ; 卓兴建 [2] ; 贾连辉 [2] ; 贺飞 [2] ; 楚华丽 [1]
【关键词】 全断面岩石掘进机 两级刀盘 平面刀盘 复合岩层
【摘要】为解决全断面岩石掘进机（TBM）大直径（〉10m）平面刀盘承受的破岩载荷、偏心载荷过大会造成刀盘大变形、主轴承损坏的问题，引入一种两级刀盘。基于应用在西秦岭隧道的平面刀盘，采用灰关联分析的方法设计了两级刀盘的结构；建立复合岩层条件下平面刀盘和两级刀盘的受力分析模型，对比分析了两种刀盘的破岩总推力和扭矩、刀盘径向不平衡力和倾覆力矩；建立均一岩层条件下两种刀盘的有限元模型，对比分析了两种刀盘的变形和应力分布。结果表明，两级刀盘的各级破岩总推力、扭矩、径向不平衡力、倾覆力矩、刀盘变形和最大应力均比平面刀盘小，说明两级刀盘有效地把破岩载荷分散到各级刀盘，同时提高了刀盘刚度，避免了刀盘应力过度集中，有效减小了刀盘的偏心载荷。
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