盾构隧道刀具更换技术综述

盾构穿越复杂水文地质地层时,常因刀盘刀具过量磨损而导致盾构被迫停机,这已成为困扰盾构施工的重要难题之一,进行刀具更换是目前解决这一难题,恢复盾构掘进的主要方法。然而,工程界尚未形成系统的盾构换刀技术体系。针对这一问题,在对已有技术研究理解和总结的基础上,阐述了盾构刀具更换技术的内涵和主要分类,并结合典型盾构工程换刀作业实例和笔者所在课题组的研究成果,对加固地层-常压换刀、基于常压可更换刀盘设计的换刀、带压换刀等3种主要换刀技术的原理、技术流程、关键技术、适用范围和优缺点等进行系统的分析和总结。最后介绍了日本最新的刀具更换技术,并对中国盾构隧道刀具更换技术进行了展望。结果表明：地层加固-常压换刀技术和带压换刀技术都是在常规刀盘设计条件下形成的,其关键都是保障开挖面地层的稳定性;差别在于,前者是使加固开挖面地层达到自稳后,在常压条件下实施的,而后者则是通过泥浆渗透成膜等辅助工艺提高开挖面地层的闭气性后,在气压支护条件下实施的;对于基于常压可更换刀盘设计的换刀技术来说,开挖面地层的稳定性不需要重点考虑,盾构机特殊的中空刀盘辐臂和常压可更换刀具设计才是该技术的关键。     

基于12种钢质海船入级规范的齿轮轴计算差异分析

对中国船级社、法国船级社和挪威船级社等12国船级社的钢质海船入级规范进行归纳和整理,对各规范规定的齿轮传动装置的轴径计算要求进行差异性分析,并通过实际案例对比分析各规范间的差异.研究成果可为船舶齿轮轴的设计提供一定参考.     

硬岩掘进机刀盘纯切削扭矩计算研究

根据硬岩掘进机盘形滚刀在岩体开挖面上滚压切削的实际状态,以刀刃下的岩石受滚压破坏并沿刀刃两侧软弱面崩落为机理,以岩石强度极限为材料常量依据,试推导滚刀切削牵引力以及刀盘纯切削扭矩的计算方法。在推导过程中,不考虑岩石为什么会被破碎或怎么破碎,仅考虑岩体受力状态,以实际工程掘进报告比较计算结果。     

泵控舵机液压缸动态特性研究

泵控液压缸在工程机械中有着相当广泛地应用,其动态特性决定了整个液压系统的工作性能,为此对经简化的泵控液压舵机系统进行动态特性研究。因为软件MATLAB的工具箱SIMULINK在系统仿真方面的功能十分强大,所以利用SIMULINK对液压系统进行物理建模、仿真,对泵控液压缸进行动态特性研究。仿真结果验证此研究方法的可行性与正确性。此外,该研究方法简单、直观,可以应用于液压系统的设计、液压元件的选择与优化和液压系统故障辅助诊断,也可以应用于轮机模拟器的仿真系统。     

无水砂卵石地层盾构机的选型

无水砂卵石是一种典型的力学不稳定地层,对盾构存在较大的不良影响。根据无水砂卵石地层的特点及盾构机的适应性,确定选用加泥式土压平衡盾构,在此基础上,对盾构的刀盘形式、支撑方式、扭矩、千斤顶的推力及配制、螺旋输送机及加泥加泡沫系统等进行分析和比较,保证盾构的准确选型,对类似地层条件下的盾构参数计算和选型具有一定的参考意义。     

新型滚刀的研制

针对东风4机车上的从动齿轮,设计制造了长短齿整体粗切滚刀,提高了刀具的耐用度和齿轮精度。同时,基于滚削运动学,导出了适合于定量计算的滚削加工过程切削层参数的数学模型,并设计了性能较为完善的滚齿切削力测试系统,给出了综合描述滚削运动的方法。运用这种方法,对滚削中齿槽各断面廓形的创成过程,待切除余量的基本形体,刀齿切削刃上各工作点的切削厚度变化规律,以及切削力(力矩)变化规律等滚削运动特性参数进行了定量分析。     

大连低地板有轨电车的动力学性能

介绍国内第1列低地板有轨电车的结构，比较了独立车轮与传统轮对的异同，对独立车轮转向架试运行情况进行了分析，通过试验证明其走行部具有较好的稳定性、平稳性和曲线通过等动力学性能，最后结合走行部的关键结构分析了该车的动力学特点及仿真结果。     

全断面岩石掘进机平面刀盘上盘形滚刀磨损研究

我国秦岭隧道出口TBM施工工程实践表明,TBM刀具的检查、更换和刀盘维修时间约占施工时间的三分之一,其刀具费用约占工程建设费用的三分之一,其中刀刃磨损数量约占刀具消耗量的80%,因此,进行全断面岩石掘进机平面刀盘上刀具磨损研究具有非常重要的意义。文章在分析TBM刀具位移的基础上,提出了刀具的侧滑磨损系数、侵深磨损系数和滚动磨损系数及其计算方法,探讨了三方向位移对刀具磨损的影响,建立了TBM刀盘上正刀和过渡滚刀破岩刃上破岩点弧长的计算公式,并将破岩刃破岩点弧长与刀具磨损量进行了对比分析。     

工程车辆智能换挡规律的仿真

以装载机为研究对象,分析了工程车辆自动变速系统的结构及原理,建立了工程车辆电控自动变速系统组成原理图。针对工程车辆的作业特点,以适应性和在线实时性等综合性能最优为控制目标,确定了工程车辆智能换挡规律控制原则。基于仿人智能模糊控制方法,对换挡规律进行了分析研究,建立了装载机动力传动系统动态仿真模型,并应用Matlab/Simulink软件进行了仿真分析。仿真结果表明,将仿人智能模糊控制方法应用于工程车辆智能变速系统具有可行性。