典型地层下TBM滚刀刀座系统振动特性实验研究

作     者：郑永光 杨妹 ZHENG Yongguang;YANG Mei

作者机构：中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 中南大学机电工程学院湖南长沙410083 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2024年第31卷第2期

页      面：263-270页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：中国博士后科学基金特别资助项目(2022TQ0378) 

主　　题：全断面硬岩隧道掘进机 滚刀破岩 滚刀刀座系统 载荷特性 振动响应 

摘      要：在全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)滚刀破岩过程中,强冲击载荷下产生的切削应力通过刀座系统传递至刀盘,引起刀座系统剧烈振动,造成螺栓松动断裂甚至滚刀掉落等严重的工程问题。为此,通过开展破岩实验来研究TBM滚刀刀座系统的振动特性。利用多功能刀具切削性能测试实验台开展TBM滚刀切削红砂岩和花岗岩的实验,并采集滚刀破岩过程中的三向载荷和刀轴振动加速度数据。通过对比分析红砂岩和花岗岩地层下滚刀破岩的载荷—时间历程曲线,得到破岩过程中滚刀刀座系统载荷的动态变化特性,以及不同地层下滚刀刀轴的振动响应特性。研究结果可为TBM滚刀刀座系统的减振设计提供理论依据。