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球型鑲齒滾刀參數對破巖比能影響性研究
2020-05-06 10:10
來源：
紹興交投
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| 論文題目： | 球型鑲齒滾刀參數對破巖比能影響性研究 |
| 論文類別： | CSCD核心 |
| 單位及作者： | 浙江紹金高速公路有限公司 侯義輝 |
| 論文摘要： | 研究球型鑲齒滾刀破巖過程中刀盤轉速、鉆壓、鑲齒數、刀盤間距以及貫入度5 種因素對破巖比能的影響，利用ABAQUS 有限元計算軟件，建立雙排滾刀直線切割圍巖的動力顯式模型；基于正交試驗法，設置五因素四水平正交試驗L16(45)，通過極差分析和方差分析找出不同因素變化對破巖比能的影響規律，并對比分析最優組合和最不利工況下滾刀滾動力和破巖效果。研究結果表明：影響滾刀破巖比能因素的主次順序依次是鉆壓、刀盤排距、轉速、刀齒數和貫入度；適用于中風化凝灰巖互層的鉆具參數為轉速12.56 m/s，鉆壓25 kN，刀齒數34 個，刀盤排距35 mm，貫入度1 mm，此時的破巖比能為0.382 8 MJ/m3，優化效果較好。 |
| 關鍵詞： | 滾刀破巖；破巖比能；正交試驗；極差分析；方差分析 |
| 正文： | |
| 參考文獻： | [1] 荊國業. 大直徑反井鉆井穿越特殊地層關鍵施工技術研究[J]. 煤炭工程, 2019, 51(5): 68?72. JING Guoye. Research on key construction technology of large diameter raise boring through special stratum[J].Coal Engineering, 2019, 51(5): 68?72. [2] 劉志強. 大直徑反井鉆機及反井鉆進技術[J]. 煤炭科學技術, 2008, 36(11): 1?3. LIU Zhiqiang. Large diameter raise boring machine and raise boring technology[J]. Coal Science and Technology, 2008, 36(11): 1?3. [3] 劉志強. 大直徑反井鉆機關鍵技術研究[D]. 北京: 北京科技大學, 2014. LIU Zhiqiang. Study on the key drilling technology by large-diameter raise boring machine[D]. Beijing: Beijing University of Science and Technology, 2014. [4] 馬志遠. BMC(LM)系列反井鉆機在山西反井工程中的應用[J]. 中國煤炭, 2009, 1(1): 56?58, 67. MA Zhiyuan. Application of BMC(LM) series raiseboring machines in raise boring projects in Shanxi[J]. China Coal, 2009, 1(1): 56?58, 67. [5] 李志, 劉志強, 胡敬東, 等. 鑲齒滾刀的破巖機理及分形研究[J]. 煤礦機械, 2007, 28(2): 31?33. LI Zhi, LIU Zhiqiang, HU Jingdong, et al. Fragmentation principle and grading research of tungstem-carbide-tipped cutter[J]. Coal Mine Machinery, 2007, 28(2): 31?33. [6] 韓博, 劉志強, 荊國業, 等. 滾刀破巖試驗裝置的研制及應用[J]. 煤礦機械, 2015, 36(12): 214?217. HAN Bo, LIU Zhiqiang, JING Guoye, et al. Development and application of experiment device for rock fragmentation by rolling cutter[J]. Coal Mine Machinery, 2015, 36(12): 214?217. [7] 吳帆, 殷麗君, 張浩, 等. 鑲齒滾刀破巖機理及效率的旋轉破巖試驗[J]. 中國公路學報, 2018, 31(10): 150?159. WU Fan, YIN Lijun, ZHANG Hao, et al. Rock fragmentation mechanism and efficiency under inserted-tooth roller cutter by rotary cutting test[J]. China Journal of Highway and Transport, 2018, 31(10): 150?159. [8] 孟益平, 汪瑩瑩, 譚昊. 反井鉆機球形鑲齒滾刀破巖數值分析[J]. 建井技術, 2016, 35(5): 29?33. MENG Yiping, WANG Yingying, TAN Hao. Numercial analysis on rock breaking with sphercial inserted rolling cutters of raise boring machine[J]. Mine Construction Technology, 2016, 35(5): 29?33. [9] Cho Jung-Woo, Jeon Seokwon, Yu Sang-Hwa, et al. Optimum spacing of TBM disc cutters: A numerical simulation using the three-dimensional dynamic fracturing method[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2010, 25(3): 230?244. [10] 汪瑩瑩. 不同齒形的鑲齒滾刀破巖效果模擬仿真[D].合肥: 合肥工業大學, 2017. WANG Yingying. Numerical analysis on rock breaking effect with different inserted tooth rolling cutters[D].Hefei: Hefei University of Technology, 2017. [11] 曾志遠. 鑲齒滾刀正壓力與滾動力預測模型研究[D].合肥: 合肥工業大學, 2018. ZENG Zhiyuan. Study on the normal force and rolling force prediction model of inserted tooth hob[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2018. [12] 張珂, 李亮, 王賀, 等. 基于ABAQUS 的滾刀破巖參數對滾動力及比能的影響[J]. 沈陽建筑大學學報(自然科學版), 2017, 33(5): 914?922. ZHANG Ke, LI Liang, WANG He, et al. Research on the impact of the disc cutter broken rock parameters on rolling force and specific energy based on ABAQUS[J].Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science), 2017, 33(5): 914?922. [13] 魏效玲, 薛冰軍, 趙強. 基于正交試驗設計的多指標優化方法研究[J]. 河北工程大學學報(自然科學版), 2010,27(3): 95?99. WEI Xiaoling, XUE Bingjun, ZHAO Qiang. Optimization design of the stability for the plunger assembly of oil pumps based on multi-target orthogonal test design[J]. Journal of Hebei University of Engineering(Nature Science Edition), 2010, 27(3): 95?99. [14] JTG D70—2004, 公路隧道設計規范[S]. JTG D70—2004, Code for design of road tunnel[S]. [15] Okan S, Akcin N A. Numerical simulation of rock cuttingusing the discrete element method[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 2011,48(3): 434?442. [16] Martine, Stefan L, Robert G. Tunnel boring machine performance prediction with scaled rock cutting tests[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2014, 70(9): 450?459. [17] Moon T, Oh J. A study of optimal rock-cutting conditionsfor hard rock TBM using the discrete element method[J].Rock Mechanics and Rock Engineering, 2012, 45(5): 837?849. [18] 夏毅敏, 歐陽濤, 陳雷, 等. 盤形滾刀破巖力影響因素研究[J]. 應用基礎與工程科學學報, 2012, 20(3): 500?507. XIA Yimin, OUYANG Tao, CHEN Lei, et al. Study on influencing factors of rock breaking force of disc hob[J].Journal of Basic Science and Engineering, 2012, 20(3):500?507. 張珂, 王騰躍, 孫紅, 等. 全斷面巖石掘進機盤形滾刀破巖模擬[J]. 沈陽建筑大學學報(自然科學版), 2010,26(6): 1209?1213. ZHANG Ke, WANG Tengyue, SUN Hong, et al. Simulation study on disc cutter of full face rock tunnel boring machine[J]. Shenyang: Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science), 2010, 26(6): 1209?1213. [20] JB/T7510—94, 工藝參數優化方法正交試驗法[S].JB/T7510—94, Orthogonal test method for optimizing technological parameters[S]. |
發表刊物 (CN或ISSN號)： | 《鐵道科學與工程學報》（CN：43-1423/U，ISSN：1672-7029），2020年5月第17卷第5期，1287-1294 |
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