[发明专利]一种中圆五分式TBM刀盘结构形式的设计方法

摘要

本发明提供了一种中圆五分式TBM刀盘结构形式的设计方法，属于大型复杂工程机械结构设计技术领域。初步确定中心体的直径；然后对中心体直径进行优化，以减少刀盘的平均应力、变形以及质量；最后，对分体和中心体的螺栓连接进行设计和校核。本发明提出了一种中圆五分式刀盘的设计方法，改善了传统中方五分式刀盘的力学性能，降低了应力集中等问题，为工程设计人员解决刀盘变形、开裂等故障提供了一种解决途径。也丰富了传统刀盘结构形式，为TBM选型设计提供了更多的方案。

主权项

1.一种中圆五分式TBM刀盘结构形式的设计方法，其特征在于，步骤如下：第一步：初步确定中心体直径结合工程实际经验，结合刀盘法兰的强度以及分体与中心体之间的螺纹连接强度，提出中心体直径d0满足如下关系，d0＝αD式中，D刀盘直径；α地质条件系数，α＝0.5～0.7，岩石的饱和抗压强度越大，α越大；第二步：刀盘整体厚度的确定刀盘整体厚度为T，满足如下关系，T＝0.2D式中，D刀盘直径；第三步：各分体尺寸的确定将刀盘周围部分沿径向均匀分成4份；第四步：筋板的布置刀具的布置对筋板的布置有决定性的影响，在布置筋板之前，先对刀具进行布置；刀具布置方式采用双螺旋布置方法；对筋板的布置满足以下原则：(1)避开刀具孔；(2)尽量将筋板对称布置，以使刀盘的惯性中心与几何中心重合；(3)为降低加工制造难度，筋板加工为直板形状；第五步：中心体直径的优化刀盘中心体直径直接影响刀座的分布和刀盘内筋板的布置，在初步确定刀盘直径后，以刀盘的整体变形以及最大应力为优化目标；计算得到不同结果后，选择力学表现较好的中心体直径d0。