采用锥形刀盘的全断面隧道掘进机作业过程推力分析

摘要

全断面隧道掘进机刀盘是安装刀具并向刀具传递推力和扭矩以实现开挖作业的关键部件.因为平面刀盘结构简单,在隧道(洞)掘进机上得到了广泛应用.文中提出了一种锥形刀盘,应用塑性理论,对比分析了此种刀盘与平面刀盘在相同作业效果下的推力.通过建立的出发和掘进作业中的极限荷载模型并求解发现,锥形刀盘在锥顶角为906时存在最小推力,与平面刀盘相比,此力减小相对量达15.375％.理论分析还发现,锥形刀盘还具有刚度好、对地层适应强等优点,因此,文中结论为盾构机的创新设计提供了有益借鉴.