TBM刀盘与岩石相对刚度对盘形滚刀受力的影响分析

TBM掘进过程中,滚刀与岩石之间产生相互作用力.针对滚刀与刀盘受力的均衡性,提出刀盘与岩石相对刚度的概念,用刀盘厚度与岩石弹性抗力系数之比表示相对刚度,并分析其对滚刀及刀盘均衡受力的影响.建立刀盘与岩石相互作用的三维弹性支点力学模型,运用有限元方法对其进行分析.计算表明,刀盘上各滚刀分担的推力并非均匀分布,而是具有一定的差异性.刀盘与岩石相对刚度越大,地层相对较软,各滚刀推力越接近于平均值,刀盘以整体轴向位移为主,弯曲变形很小.反之,地层较硬,各滚刀分配的推力差异较大,刀盘整体轴向位移小,但产生明显的相对弯曲变形.为使滚刀受力均衡,应根据地层的软硬程度设计刀盘刚度并合理使用掘进参数.     

正前角双圆弧谐波传动柔轮滚刀设计与齿形误差分析

为解决正前角双圆弧谐波传动柔轮滚刀(DFHP)结构设计复杂与加工精度控制难度高的问题,从实际加工出发,建立了DFHP前刀面切削刃精确齿廓与滚削加工数值仿真模型。为探究DFHP前角与顶刃后角对DFHP加工误差的影响,进行了滚刀加工数值仿真;同时为降低DFHP的加工误差,将传统正前角滚刀的法向齿形作为无理论误差DFHP的等效齿形,重新设计了DFHP三维实体模型。结果表明:DFHP等效齿形误差及其加工出柔轮的齿形误差均随滚刀正前角与顶刃后角增大而增大;采用无理论误差DFHP设计方法使得柔轮的齿形误差从6.2μm降低至0.14μm。因此,减小DFHP的前角与顶刃后角可以减小DFHP的加工误差,同时新的DFHP设计方法不但能构建出精确的DFHP三维实体模型,而且可以有效降低DFHP的加工误差,为提升DFHP加工精度研究提供了参考。     

隧道掘进机滚刀涂层的激光熔覆修复实验与仿真研究

隧道施工中，隧道掘进机(TBM)的滚刀磨损严重，对更换下来的滚刀直接做报废处理造成了资源浪费、施工成本增高。针对滚刀磨损的再制造修复策略这一问题，本文开展了激光熔覆仿真及新型涂层激光熔覆实验研究，对提高滚刀的磨损质量进行了相关的探索与实践．首先通过有限元仿真建立了双椭球体热源激光熔覆仿真模型，探究激光熔覆对滚刀基层及熔覆层材料残余应力的影响，并为熔覆实验提供了工艺参数优化的依据；在此基础上，利用相关实验条件，将激光熔覆技术与新型材料石墨烯相结合，开展了滚刀新型涂层的激光熔覆实验．利用正交试验的方法将石墨烯含量、激光功率、扫描速度和送粉盘转速作为试验因素，将表面硬度和耐磨性作为评价依据，分别设置4组不同水平进行比较，从而优选具有更高耐磨性的材料配比与工艺参数．结果表明，石墨烯的加入对涂层的耐磨性具有大幅的提高，与基体材料相比，加入石墨烯的涂层，其磨损程度较传统涂层最大可减少91.32%，较基体材料最大可减少99.86%．本文通过对激光熔覆技术和新型材料石墨烯的研究，采取仿真与实验相结合的手段，为提高TBM滚刀的磨损质量、选择其再制造策略提供了方法指导与数据支持．     

单头滚刀加工多头蜗轮副时的接触面积问题

本文研究使用单头滚刀加工多头蜗轮副工艺,初步摸清了与用单头滚刀加工出的蜗轮相关共轭的多头蜗杆曲面上各点导程的变化规律,提出用改变相配多头蜗杆导程的方法来扩大相配蜗轮副的接触面积,实现了“双点接触”。     

盘形制动器工作参数的模糊可靠性设计

从机械可靠性设计理论及模糊数学理论出发,给出了盘形制动器工作参数的模糊可靠性设计方法,并附有应用实例。     

按许用压力角设计最小尺寸的摆动从动杆盘形凸轮机构的解析法

从压力角表达式出发,构造起摆杆推程与凸轮转向相同、相反两种Ｐ型摆动从动杆盘形凸轮机构的类速度图,并将图解原理与解析手段恰当、有机地结合起来,研究解决了按许用压力角设计最小尺寸的Ｐ型摆动从动杆盘形凸轮机构的理论课题。文章将该方法应用于为锁合凸轮、槽道凸轮和共轭凸轮,且在文末附有设计示例。     

花键滚刀齿形的最佳代圆弧

本文用合理优化方法给出花键滚刀理论齿形的全区段的代圆弧,并提出,代圆弧应通过节点及保证工件根部适当误差的点,才更为合理。     

钟表齿轮滚刀齿形设计及其代用圆弧

本文根据齿轮啮合原理,用矢量计算方法推出了钟表齿轮滚刀齿形设计的计算公式;详细讨论了满足误差控制要求的滚刀齿形代用圆弧的确定方法;并给出了在苹果—Ⅱ计算机上算出的例子。     

两种盘形凸轮理论廓线通用方程分探

分别给出了右手亲直角坐标下派子在动从动件和滚子摆动从动件盘形凸轮理论廓线的通用方程,它们对于从动件与凸轮相对位置的不同布局形式和凸轮不同转向的所有情况均能适用