隧道掘进破岩试验机结构设计及仿真

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2020.S1.054

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隧道建设（中英文） ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (S1): 413-418.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2020.S1.054

隧道掘进破岩试验机结构设计及仿真

韩伟锋 ^{1, 2}，孙振川^{1, 2}，王雅文^{1, 2}，郑永光³

（1. 盾构及掘进技术国家重点实验室，河南郑州 450001； 2. 中铁隧道局集团有限公司， 广东广州 511458； 3. 中铁工程装备集团有限公司，河南郑州 450016）

出版日期:2020-08-30 发布日期:2020-09-14
作者简介:韩伟锋（1985—），男，河南许昌人，2008年毕业于河南科技大学，机械设计制造及自动化专业，本科，高级工程师，现从事盾构及掘进技术研究工作。E-mail： 419495617@qq.com。
基金资助:
郑州市重大科技创新专项（188PCXZX786）

Structural Design and Simulation of Rock Breaking Testing Machine for Tunneling

HAN Weifeng^{1, 2}, SUN Zhenchuan^{1, 2}, WANG Yawen^{1, 2}, ZHENG Yongguang³

(1. State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology, Zhengzhou 450001, Henan, China;  2. China Railway Tunnel Group Co., Ltd., Guangzhou 511458, Guangdong, China; 3. China Railway Engineering Equipment Group Co., Ltd., Zhengzhou 450016, Henan, China)

Online:2020-08-30 Published:2020-09-14

摘要/Abstract

摘要： 针对复杂多变地质环境，为可高效可靠地开展掘进机刀盘刀具选型设计及掘进参数精准选择，研究不同地质环境、不同掘进参数条件下多掘进机破岩机制物理试验特点，结合隧道掘进机现场工作特点，设计一种隧道掘进机螺旋推进式破岩伺服试验机。通过分析室内开展隧道掘进机破岩试验的重难点与试验机的通用性、宽泛性，重点针对试验机框架结构、刀盘结构和刀具安装装置等，采用有限元对其可靠性进行仿真计算，确定关键结构件设计参数，确保试验机工作稳定性、结构可靠性，实现试验机的研制。

关键词: 隧道掘进机, 滚刀, 破岩试验机, 结构设计, 有限元仿真

Abstract: In order to carry out reliable, efficient and accurate selection of cutter and cutterhead selection design and tunneling parameter of tunneling boring machine in complex geological conditions, the physical experiment characteristics of rock breaking mechanism under different geological conditions and driving parameters are studied. A spiralpropelled rockbreaking servo testing machine for tunnel boring machine is designed based on field working characteristics of tunnel boring machine. And then the key and difficult points of carrying out the rock breaking test of the tunnel boring machine in the laboratory and the generality and breadth of the testing machine are analyzed, the finite element method is used to simulate the reliability of the testing machine frame structure, cutterhead structure and cutter installation device, and the design parameters of key structural parts are determined, which can ensure the working stability and structural reliability of the testing machine, and realize the development of the testing machine.

Key words: tunnel boring machine, disc cutter, rock breaking machine, structural design, finite element simulation

中图分类号:

U 452

韩伟锋, 孙振川, 王雅文, 郑永光. 隧道掘进破岩试验机结构设计及仿真[J]. 隧道建设, 2020, 40(S1): 413-418.

HAN Weifeng, SUN Zhenchuan, WANG Yawen, ZHENG Yongguang. Structural Design and Simulation of Rock Breaking Testing Machine for Tunneling[J]. Tunnel Construction, 2020, 40(S1): 413-418.

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Structural Design and Simulation of Rock Breaking Testing Machine for Tunneling

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