[發明專利]用于盾構機的刀盤設計方法

在審

• 申請號: 201710505730.0
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107165648A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 陳明沛
• 申請（專利權）人: 中船重型裝備有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;G06F17/50
• 代理公司: 廣州勝沃園專利代理有限公司44416
• 代理人: 張帥

1.用于盾構機的刀盤設計方法，刀盤包括刀盤外圓、刀盤輪輻、刀盤攪拌、刀具及刀箱，刀盤結合盾構機土倉內的靜止攪拌棒，充分攪拌土倉內的渣土，刀盤還結合盾構機進行開挖土體和穩定工作面，其特征在于，所述刀盤設計方法包含有以下步驟：

S1、檢測地層的抗壓強度和強度特性，根據抗壓強度和強度特性設定刀盤可能受到的最大應力，根據最大應力選擇制作刀盤的材料，該材料的屈服應力的一半大于刀盤可能受到的最大應力；

S2、檢測地層的滲透系數，根據滲透系數選擇刀盤結構：當地層的滲透系數小于10^-7cm/s時，選用輻條式刀盤結構，當地層的滲透系數在10^-7～10^-4cm/s之間時，選用板輻式刀盤結構，當地層的滲透系數大于10^-4cm/s時，選用面板式刀盤結構；

S3、估算刀盤的扭矩與推力，采用第一經驗公式與第一疊加公式估算刀盤的扭矩，其中的第一經驗公式為：

T＝α·D³，

其中，T為刀盤的總扭矩，α為扭矩系數，D為刀盤的外直徑，第一疊加公式為：

T＝T₁+T₂+T₃+T₄+T₅+T₆+T₇，

其中，T₁為刀盤的正面和側面與開挖面土體的摩擦阻力扭矩，T₂為刀盤背面與土倉內土體的摩擦阻力扭矩，T₃為土倉內刀盤和攪拌棒的攪拌扭矩，T₄為刀盤刀具切削土體時的土層抗力扭矩，T₅為刀盤密封的摩擦阻力扭矩，T₆為軸承的摩擦阻力扭矩，T₇為減速裝置的機械損失扭矩；取第一經驗公式與第一疊加公式估算結果的平均值作為刀盤的總扭矩；采用第二經驗公式與第二疊加公式估算刀盤的推力，其中的第二經驗公式為：

F=πD24·pi,]]>

其中，p_i為單位掘削斷面上的經驗推力，其取值范圍為700～1200KN/m³，D為刀盤的外直徑，第二疊加公式為：

F＝∑F_n＝F₁+F₂+F₃+F₄+F₅+F₆，

其中，F₁為盾構機四周與土壤間的摩擦阻力或者粘結阻力，F₂為推進時刀盤前端產生的貫入阻力，F₃為作用在刀盤上的推進阻力，F₄為變向阻力，F₅為盾構機內的襯砌與盾尾板間的摩擦阻力，F₆為后配置的牽引阻力；取第二經驗公式與第二疊加公式估算結果的平均值作為刀盤的推力。

2.如權利要求1所述的刀盤設計方法，其特征在于，所述刀盤上設置有耐磨檢測刀與超挖刀，刀盤上還設置有泡沫及膨潤土注入口、以及管路系統，所述管路系統包括泡沫管路、膨潤土管路、耐磨檢測刀的液壓管路、超挖刀的液壓管路及其潤滑管路。

3.如權利要求2所述的刀盤設計方法，其特征在于，刀盤上設置有至少兩個泡沫及膨潤土注入口，所述至少兩個泡沫及膨潤土注入口分別設置于刀盤正面的不同半徑處。

4.如權利要求2所述的刀盤設計方法，其特征在于，所述管路系統內置于刀盤。

5.如權利要求1所述的刀盤設計方法，其特征在于，所述刀盤的正面及外緣上均焊接有耐磨板。

6.如權利要求1所述的刀盤設計方法，其特征在于，所述刀盤的中心區域設置有沖洗噴嘴。