盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法
【专利摘要】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σ2；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。
【专利说明】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:
[0005](1)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O </I ，划入区域1，如果刀
具安装半径满足区域6 S W划入区域2，其中r1和r2分别代表区域I和区域2内刀具
的各条安装半径，R为刀盘半径。
[0006](2)计算区域I内的推进应力σ 1:
【权利要求】
1.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
【文档编号】E21D9/08GK103899326SQ201410083908
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】张茜, 亢一澜, 侯振德, 蔡宗熙 申请人:天津大学