TBM刀盘支撑筋结构设计及静动态特性分析

2014-08-26霍军周杨静孙伟张旭

哈尔滨工程大学学报 2014年7期

霍军周，杨静，孙伟，张旭

(大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)

TBM在施工过程中，刀盘在随机振动作用下时常发生磨损、变形、焊缝开裂等情况，为了延长刀盘的使用寿命、更好的发挥刀盘的性能，要求刀盘结构具有足够的强度、刚度和稳定性［1］。从国内学者对TBM刀盘研究的成果来看，夏毅敏等学者对刀盘构型、刀具布置规律、刀盘受力等方面的内容使用不同的方法进行了分析，为刀盘的结构设计提供了一定的理论依据［2-5］。以上学者多从刀盘结构及施工参数等影响因素进行考虑，未曾对刀盘支撑筋改进方面进行研究。在TB880E的整修中，仅通过补焊的方法恢复其厚度和强度，未涉及溜碴板处支撑筋的设计［6］。李震等人根据相关刀盘结构参数，以刀盘结构强度、刚度为优化目标设计了溜碴板板厚和支撑筋板厚等参数［7］，但设计过程中未将出碴功能考虑在内。国外学者多根据刀盘受力理论模型和综合预测模型设计刀盘结构［8-13］，也未曾改进刀盘溜碴板处结构以提高刀盘的强度。综上所述，国内外学者在刀盘结构设计中还未从刀盘溜碴板处支撑筋的设计方面来提高刀盘的强度，目前刀盘中的溜碴板仅起到辅助溜碴的作用。

本文在保证刀盘出碴的要求上，增加刀盘溜碴板处支撑筋，降低了刀盘振动及变形，为TBM刀盘支撑筋结构提供一种新的设计方法。