[發(fā)明專利]一種盾構(gòu)滾刀刀具磨損預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010009506.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN111005733A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍偉;張驍;李雪;郭亮;紀(jì)佑軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;E21F17/00;E21F17/18;G06Q50/02
• 代理公司: 成都四合天行知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51274
• 代理人: 郭受剛;王記明

1.一種盾構(gòu)滾刀刀具磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、獲取塑性去除機(jī)制引起的單位位移磨損量τ_Rab、脆性斷裂機(jī)制引起的單位位移磨損量τ_B、粘著磨損引起的單位位移磨損量τ_Arc、疲勞磨損引起的單位位移磨損量τ_fat、滾刀上正面一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后破巖弧長(zhǎng)S、滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一圈側(cè)面一點(diǎn)的空間破巖弧長(zhǎng)S’、滾刀法向切削力及滾刀受到的水平力；

步驟2、根據(jù)塑性去除機(jī)制引起的單位位移磨損量τ_Rab、滾刀上正面一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后破巖弧長(zhǎng)S及滾刀法向切削力，計(jì)算出滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一周由塑性去除機(jī)制引起的刀圈正面徑向磨損δ_Rab1和磨損體積W_Rab；根據(jù)脆性斷裂機(jī)制引起的單位位移磨損量τ_B、滾刀上正面一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后破巖弧長(zhǎng)S及滾刀法向切削力，計(jì)算出滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一周由脆性斷裂機(jī)制引起的刀圈正面徑向磨損δ_B1和磨損體積W_B1；根據(jù)粘著磨損引起的單位位移磨損量τ_Arc、滾刀上正面一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后破巖弧長(zhǎng)S及滾刀法向切削力，計(jì)算出滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一周由粘著磨損引起的刀圈正面徑向磨損δ_Arc1和磨損體積W_Arc1；根據(jù)疲勞磨損引起的單位位移磨損量τ_fat、滾刀上正面一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后破巖弧長(zhǎng)S及滾刀法向切削力，計(jì)算出滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一周由疲勞磨損引起的刀圈正面徑向磨損δ_flat1和磨損體積W_fat1；

步驟3、根據(jù)塑性去除機(jī)制引起的單位位移磨損量τ_Rab、刀轉(zhuǎn)動(dòng)一圈側(cè)面一點(diǎn)的空間破巖弧長(zhǎng)S’及滾刀法向切削力，計(jì)算出滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一周由塑性去除機(jī)制引起的刀圈側(cè)面磨損量δ_Rab2和磨損體積W_Rab2；根據(jù)脆性斷裂機(jī)制引起的單位位移磨損量τ_B、刀轉(zhuǎn)動(dòng)一圈側(cè)面一點(diǎn)的空間破巖弧長(zhǎng)S’及滾刀法向切削力，計(jì)算出滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一周由脆性斷裂機(jī)制引起的刀圈側(cè)面磨損量δ_B2和磨損體積W_B2；根據(jù)粘著磨損引起的單位位移磨損量τ_Arc、刀轉(zhuǎn)動(dòng)一圈側(cè)面一點(diǎn)的空間破巖弧長(zhǎng)S’及滾刀法向切削力，計(jì)算出滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一周由粘著磨損引起的刀圈側(cè)面磨損量δ_Arc2和磨損體積W_Arc2；根據(jù)疲勞磨損引起的單位位移磨損量τ_fat、刀轉(zhuǎn)動(dòng)一圈側(cè)面一點(diǎn)的空間破巖弧長(zhǎng)S’及滾刀法向切削力，計(jì)算出滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一周由疲勞磨損引起的刀圈側(cè)面磨損量δ_fat2和磨損體積W_fat2；

步驟4、根據(jù)四種磨損乘以各自擬合系數(shù)后相加得到刀圈正面磨損體積和刀圈側(cè)面磨損體積；

步驟5、生成盾構(gòu)滾刀掘進(jìn)距離為L(zhǎng)時(shí)滾刀正面與側(cè)面磨損產(chǎn)生的損耗量預(yù)測(cè)模型，由該模型對(duì)掘進(jìn)距離為L(zhǎng)的盾構(gòu)機(jī)不同位置滾刀磨損量進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)滾刀刀具磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，

所述步驟2中塑性去除機(jī)制、脆性斷裂機(jī)制、粘著磨損及疲勞磨損四者徑向磨損的計(jì)算均采用相應(yīng)磨損的單位位移磨損量乘于滾刀上正面一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后破巖弧長(zhǎng)S，其磨損體積的計(jì)算均采用相應(yīng)磨損的單位位移磨損量乘于2πRT，其中，R為滾刀半徑，T為滾刀刀尖寬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)滾刀刀具磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，

所述步驟3中塑性去除機(jī)制、脆性斷裂機(jī)制、粘著磨損及疲勞磨損四者磨損量的計(jì)算均采用相應(yīng)磨損的單位位移磨損量乘于滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)一圈側(cè)面一點(diǎn)的空間破巖弧長(zhǎng)S’；

所述步驟3中磨損體積W_Rab2的計(jì)算公式為：

磨損體積W_B2的計(jì)算公式為：

磨損體積W_Arc2的計(jì)算公式為：

磨損體積W_fat2的計(jì)算公式為：