《盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法.pdf（5页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN103899326A43申请公布日20140702CN103899326A21申请号201410083908322申请日20140310E21D9/0820060171申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号72发明人张茜亢一澜侯振德蔡宗熙74专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人董一宁54发明名称盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法57摘要本发明公开了一种盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法，主要包括5个步骤将刀盘划分2个区域，两个区域内的若干条安装半径分别满足各自的条件；然后计算区域1内各条安装半径处的推进应力；确定区域1内各条安装。
2、半径处的刀具数量N1；计算区域2内各条安装半径处的推进应力2；最后确定区域2内各条安装半径处的刀具数量N2。本发明考虑了刀盘上不同位置处刀具的受力特征以及掘进轨迹的差异，确定盾构刀盘不同安装半径处的刀具数量，使刀盘不同位置处刀具的使用寿命尽量接近，有效减少换刀次数，降低生产成本，为盾构刀盘的优化设计提供了科学计算依据。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN103899326ACN103899326A1/1页21盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法，其特征是所述方法分为以下五个步骤1根据受力特征，首先将。
3、刀盘划分为两个区域，然后分别确定这两个区域内每一条安装半径上所需的刀具数量如果刀具安装半径满足区域划入区域1，如果刀具安装半径满足区域划入区域2，其中R1和R2分别代表区域1和区域2内刀具的各条安装半径，R为刀盘半径；2计算区域1内的推进应力1式中E为土体弹性模量，为土体泊松比，为掘进进尺，S为土体的应力极限；3确定区域1内的刀具数量N1式中NS为刀盘边缘处的刀具数量；4计算区域2内的推进应力25确定区域2内的刀具数量N2由此可给出盾构刀盘两个区域内各条安装半径上所需刀具的具体数量。权利要求书CN103899326A1/3页3盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法技术领域0001本发明属于盾。
4、构机械技术，具体涉及一种盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法。背景技术0002盾构是地下工程中的典型掘进装备，目前已被广泛应用于各类隧道工程建设中。刀盘位于装备最前方。在盾构机中，刀盘以及刀具如同是人的“牙床”和“牙齿”，属于掘进装备的核心部件。目前的盾构刀盘，原则上是刀盘安装半径不同而设置的刀具数量相同，即不同半径每一圈刀具的数量相等。然而，由于刀盘上不同区域所受的载荷并不均匀，而且刀具处在不同的刀盘位置，其切削轨迹也不相等（一般越靠近刀盘边缘处载荷越大，当然刀具切削的轨迹也相对越长）。如果按目前的设计方法，在不同半径上设置相同数量的刀具，则靠近刀盘外缘处的刀具首先会先被损坏。如果根据刀。
5、盘上不同的半径设置不同数量的刀盘，那么其设计的依据在哪里由于盾构掘进属于地下封闭施工，开仓换刀十分困难且成本昂贵。因此，本发明提出一种盾构刀盘科学确定刀具数量的方法，能考虑到刀盘不同位置处的受力特征以及刀具切削轨迹差异，使刀盘不同位置处刀具的使用寿命尽量接近，以减少换刀次数，降低生产成本。发明内容0003本发明的目的是，提出一种盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法，为盾构装备设计提供科学有效的参考依据。0004盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法，包括五个步骤00051根据受力特征，首先将刀盘划分为两个区域，然后分别确定这两个区域内每一条安装半径上所需的刀具数量如果刀具安装半径满足区域。
6、划入区域1，如果刀具安装半径满足区域划入区域2，其中R1和R2分别代表区域1和区域2内刀具的各条安装半径，R为刀盘半径。00062计算区域1内的推进应力100070008式中E为土体弹性模量，为土体泊松比，为掘进进尺，S为土体的应力极限；00093确定区域1内的刀具数量N100100011式中NS为刀盘边缘处的刀具数量；说明书CN103899326A2/3页400124计算区域2内的推进应力2001300145确定区域2内的刀具数量N200150016由此可给出盾构刀盘两个区域内各条安装半径上所需刀具的具体数量。0017每个刀盘上有若干条刀具的安装半径，位于区域1内的各条安装半径的计算公式相同。
7、，同理位于区域2内的各条安装半径的计算公式相同。公式中的安装半径是个变量，计算时首先确定出安装半径值，然后根据该半径满足的条件区域，就带入相应的1区或2区。然后采用相应的计算公式确定。0018本发明的特点以及产生的积极效果是，考虑刀盘上不同位置处刀具的受力特征以及掘进轨迹的差异，确定盾构刀盘不同安装半径处的刀具数量，使刀盘不同位置处刀具的使用寿命尽量接近，有效减少换刀次数，降低生产成本，为盾构刀盘的优化设计提供了科学计算依据。具体实施方式0019以下通过具体实施例对本发明的方法作进一步的说明，需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的，不以此限定本发明的保护范围。0020盾构刀盘不同安装半。
8、径处刀具数量的确定方法，分为以下五个步骤00211根据受力特征，首先将刀盘划分为两个区域，然后分别确定这两个区域内每一条安装半径上所需的刀具数量如果刀具安装半径满足区域划入区域1，如果刀具安装半径满足区域划入区域2，其中R1和R2分别代表区域1和区域2内刀具的各条安装半径，R为刀盘半径。00222计算区域1内的推进应力100230024式中E为土体弹性模量，为土体泊松比，为掘进进尺，S为土体的应力极限；00253确定区域1内的刀具数量N100260027式中NS为刀盘边缘处的刀具数量；00284计算区域2内的推进应力20029说明书CN103899326A3/3页500305确定区域2内的刀具。
9、数量N200310032由此可给出盾构刀盘两个区域内各条安装半径上所需刀具的具体数量。0033实施例该地铁工程所使用的盾构刀盘半径R33M，边缘刀具数NS20；地质参数取自工程地质报告，包括土体弹性模量E56MPA，土体泊松比029，土体应力极限S46KPA；预设的掘进进尺003M/REV。0034以确定并计算刀盘上两条安装半径处刀具的数量为例（两条安装半径分别为R110M处和R224M处），给出具体步骤，其它各安装半径处的刀具布置数量均可按照相同的方法确定。0035（1）首先判断要计算的两条安装半径（R110M和R224M）位于哪个区域由于因此R110M位于区域1，R224M位于区域2；0036（2）计算安装半径R110M处（位于区域1内）的推进应力10037由得到1240KPA0038（3）确定安装半径R110M处（位于区域1内）的刀具数量N10039由得到N130040（4）计算安装半径R224M处（位于区域2内）的推进应力20041由得到2370KPA0042（5）确定安装半径R224M处（位于区域2内）的刀具数量N20043由得到N2120044至此，已确定出该刀盘上安装半径R110M和R224M处的刀具数量。0045刀盘上其余各条安装半径处的刀具数量均可按照相同方法确定。由此可给出整个盾构刀盘上不同安装半径处的刀具数量。说明书CN103899326A。