盾構(gòu)機(jī)計(jì)算書

1、目錄頁(yè)數(shù) TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 1、計(jì)算條件31.1工程條件3 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 1.2地質(zhì)條件31.3計(jì)算模型4 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 1.4盾構(gòu)機(jī)規(guī)格52、盾構(gòu)機(jī)刀盤所需扭矩計(jì)算52.1計(jì)算條件5 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 2.2各參數(shù)的計(jì)算6 HYPERLINK l bookmark123 o Current Do

2、cument 所需扭矩計(jì)算73、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)所需推力計(jì)算83.1計(jì)算條件8 HYPERLINK l bookmark131 o Current Document 3.2各參數(shù)的計(jì)算9 HYPERLINK l bookmark145 o Current Document 3.3推力計(jì)算104、盾構(gòu)機(jī)殼體強(qiáng)度計(jì)算114.1 計(jì)算條件114.2各參數(shù)的計(jì)算11土荷載計(jì)算124.4盾構(gòu)機(jī)殼體水平方向變位量的計(jì)算134.5載荷的計(jì)算134.6彎曲扭矩M及軸力N的計(jì)算結(jié)果14 HYPERLINK l bookmark180 o Current Document 4.7盾構(gòu)機(jī)殼體應(yīng)力a的計(jì)算結(jié)果15 HYP

3、ERLINK l bookmark188 o Current Document 5、切削刀具壽命的計(jì)算19 HYPERLINK l bookmark192 o Current Document 5.1 地質(zhì)概況195.2地質(zhì)計(jì)算模型化195.3主切削刀計(jì)算195.3.1磨損高度與運(yùn)轉(zhuǎn)距離的關(guān)系19 HYPERLINK l bookmark201 o Current Document 5.3.2主切削刀、刮刀的磨損系數(shù)20 HYPERLINK l bookmark204 o Current Document 5.3.3刀具磨損計(jì)算公式21 HYPERLINK l bookmark210 o Cu

4、rrent Document 5.3.4刀具磨損計(jì)算結(jié)果226、三排園柱滾子軸承計(jì)算236.1盾構(gòu)機(jī)規(guī)格236.2載荷計(jì)算246.2.1 土載荷的計(jì)算246.2.2作用與三排園柱滾柱軸承上的載荷的計(jì)算246.3、三排園柱滾柱軸承壽命計(jì)算： 256.3.1三排園柱滾柱軸承規(guī)格256.3.2三排園柱滾柱軸承壽命計(jì)算251、計(jì)算條件:1.1、工程條件：隧道長(zhǎng)度m隧道最小轉(zhuǎn)彎半徑250m盾構(gòu)機(jī)開挖直徑中6340mm管片外徑中6200mm管片內(nèi)徑中5500mm管片寬度1200mm TOC o 1-5 h z 管片厚度350mm分塊數(shù)5+1塊管片重量4.5t /塊(10)隧道坡度o1.2、地質(zhì)條件：土質(zhì)淤

5、泥質(zhì)粘土、粘土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土、粉砂、中粗砂隧道覆土厚度530 m 地下水位GL-0.5 m間隙水壓MPa透水系數(shù)cm/sec標(biāo)準(zhǔn)貫入值(N值)內(nèi)摩擦角deg粘著力kN/cm2含水率(W%)地面負(fù)荷6 tf/m2地層反力系數(shù)kN/m21.3、計(jì)算模型說(shuō)明：由于整個(gè)計(jì)算全部采用在埋深30m,承受最大水壓力，因此計(jì)算偏 與安全。p=58.8kN/m2p=58.8kN/m2m5 0圖1-1根據(jù)小松公司的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)，切削刀的切削抵抗系數(shù)在粘土淤泥質(zhì)粘土土層（水土不分離）中最大（見表1-1切削阻力系數(shù)）。因此采用最惡劣的粘土 淤泥 質(zhì)粘土土層（水土不分離）以及隧道上方的土體松弛高度以全覆土來(lái)計(jì)算盾構(gòu)機(jī)

6、 各主要參數(shù)。表1-1切削阻力系數(shù)地質(zhì)es （切削阻力系數(shù)）松弛干燥砂0.0080.01松弛濕潤(rùn)砂0.010.02密實(shí)濕潤(rùn)砂0.020.04粘土0.401214、盾構(gòu)機(jī)規(guī)格盾構(gòu)機(jī)主要參數(shù)如表1-2所示（詳細(xì)的規(guī)格見盾構(gòu)機(jī)技術(shù)規(guī)格書）。表1-2盾構(gòu)機(jī)主要參數(shù)盾構(gòu)機(jī)外徑0 6340mm盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度8680mm刀盤扭矩5151KNm 525tfm (100%)6181KNm 630tfm (120%)盾構(gòu)機(jī)總推力37730KN 3850tf盾尾鋼板厚度40mm盾尾鋼板材質(zhì)Q3452、盾構(gòu)機(jī)刀盤所需扭矩的計(jì)算：2.1計(jì)算條件*水、土不分離計(jì)算*（1）土質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土（2）覆土H30 m水頭Hw0m（

7、淤）（4）土的單位體積質(zhì)量水位上部W01.9t/m3（5）土的單位體積質(zhì)量水位下部W11.9t/m3-水的單位體積質(zhì)量W20t/m3（淤）（7）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)值N0（8）內(nèi)摩擦角0 deg（9）地面載荷S6t/m2（10）側(cè)方土壓系數(shù)K10.7（11）松弛土的粘著力c4,905 KN/ m2（12）盾構(gòu)機(jī)外徑d6.34 m（13）盾構(gòu)機(jī)半徑r3.17 m(14)殼體長(zhǎng)L8.680 m(15)盾構(gòu)機(jī)質(zhì)量G275t(16)掘削斷面積A31.57 m2(17)刀盤開口率g40%(18)刀盤半徑rc3.15 m(19)刀盤厚l0.4 m(20)切削阻力系數(shù)(見表1-1)es1.2(21)切削刀刃寬度B0

8、12 cm(22)切深t2.3 cm(23)切削刀刃的前角e0.262 rad(24)主刀具數(shù)量(安裝總數(shù)的一半)nt39個(gè)(25)主刀具平均安裝半徑(=d/4)Rk1.585 m(26)刀盤支撐梁數(shù)na6個(gè)(27)刀盤支撐梁平均安裝半徑Ra1.56 m(28)刀盤支撐梁外徑da0.46 m(29)刀盤支撐梁長(zhǎng)度la0.712m(淤)標(biāo)記表示以水土不分離進(jìn)行計(jì)算時(shí)不使用。2.2各參數(shù)的計(jì)算松弛高度計(jì)算考慮地面負(fù)載時(shí)的覆土H1 = H + S/W033.2 m松弛高度 H2因?yàn)槭怯萌餐劣?jì)算，所以松弛高度為：H2 = H133.2 m松弛寬度 BB = r X cos(45叩 /2)+r1+si

9、n(45叩 /2) X tan(45 /2)7.7 m土壓計(jì)算作用在殼體上的土壓為上部土壓P1、側(cè)壓P2及下部土壓P3的平均值。上部土壓P1P1 = P1 = H2XW1側(cè)壓P2P2 = K1X(H2+r)XW1下部土壓P3P3 = P1+G/ (dXL)平均土壓PP = (P1+2XP2+P3) /4617819 Pa 63.tf/m2 Pa 51.8tf/m2 662565 Pa 67.6tf/m2 573927.6 Pa 58.5tf/m2 2.3 所需扭矩計(jì)算盾構(gòu)機(jī)刀盤扭矩是由刀具的切削阻力矩、面板及刀盤外周與地層的摩擦阻 力矩、攪拌翼的阻力矩等組成。1）刀具的切削阻力矩T1地質(zhì)es

10、（切削阻力系數(shù)）松弛干燥砂0.0080.01松弛濕潤(rùn)砂0.010.02密實(shí)濕潤(rùn)砂0.020.04粘土0.4012一個(gè)切削刀刃所需的阻力矩Ha根據(jù)村山田經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算Ha = 2.1 Xes B0 t2X 10(-0。22。)1374 N( 140kgf T1 = ntXHa XRk84.949 kN-m 8.66tf-m2）刀盤面板與地層間的摩擦阻力矩T2T2 = 4Xn XcX(1-g ) Xrc3/61953 kN-m(199tf-m3）刀盤面板外周與地層間的摩擦阻力矩T3T3 = n XcXlXrc21432 kN-m146tf m4）攪拌翼的阻力矩T4T4 = 2 X na X da X

11、 la X ra X c301 kN-m30.66tf-m5）所需扭矩TT = T1+T2+T3+T43771 kN-m384.32 tf-m6）裝備扭矩余量S裝備扭矩T0時(shí) （100%時(shí)）6434 kN-m656tf-m安全率 S= T0/T1.7倍裝備扭矩T1時(shí) （120%時(shí)）7721 kN-m788tf-m安全率 S= T0/T2.05 倍由計(jì)算可知，本盾構(gòu)機(jī)在100%扭矩時(shí)（=656 tf-m）是理論計(jì)算的1.7倍，有充 足的余量，特別是在120%扭矩時(shí)（=788 tf-m）是理論計(jì)算的2.05倍，本盾構(gòu)機(jī) 配置了充分的扭矩。足以保證工程的需要。3、盾構(gòu)機(jī)所需推力的計(jì)算：3.1計(jì)算條件

12、*水、土不分離計(jì)算*(1)土質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土(2)覆土H30m(3)水頭-Hw0m(淤)(4)土的單位體積質(zhì)量水位上部W01.9t/m3(5)土的單位體積質(zhì)量水位下部W11.9t/m3(6)水的單位體積質(zhì)量W20t/m3彼)(7)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)值N0(8)內(nèi)摩擦角(P0 deg(9)地面載荷S6t/m2(10)土壓系數(shù)K10.7(11)松弛土的粘著力c4,905 KN/ m2(12)盾構(gòu)機(jī)外徑d6.34 m(13)盾構(gòu)機(jī)半徑r3.17 m(14)殼體長(zhǎng)L8.68 m(15)盾構(gòu)機(jī)質(zhì)量G275 t(16)掘削斷面積A31.57 m2(17)后續(xù)設(shè)備的質(zhì)量GB95t(18)牽引系數(shù)M0.5(19)

13、管片外徑Ds6.2 m(20)管片與盾尾密封的摩擦阻力M s0.3(21)盾尾密封數(shù)n3道(22)盾尾密封擠壓力PT0.00314 MN/m(淤)標(biāo)記表示以水土不分離進(jìn)行計(jì)算時(shí)不使用。3.2各參數(shù)的計(jì)算(1)松弛高度計(jì)算考慮地面負(fù)載時(shí)的覆土H1 = H + S/W033.2 m松弛高度 H2因?yàn)槭怯萌餐劣?jì)算，所以松弛高度為：H2 = H133.2 m(松弛寬度 B)B = rXcos(45-中 /2)+r1+sin(45-中 /2) X tan(45-中 /2) = 7.7 m(2) 土壓計(jì)算作用在殼體上的土壓為上部土壓P1、側(cè)壓P2及下部土壓P3的平均值。上部土壓P1P1 = H2XW16

14、17819 Pa 63.tf/m2 側(cè)壓P2P2 = K1X(H2+r)XW1507663.3 Pa 51.8tf/m2 下部土壓P3P3 下部土壓P3P3 = P1+G/ (dXL)662565 Pa 67.6tf/m2 平均土壓PP = （P1+2XP2+P3） /4573927.6 Pa 58.5tf/m2 3.3推力計(jì)算盾構(gòu)機(jī)推力由殼體外周摩擦阻力、胸板所受的土壓與水壓、后續(xù)設(shè)備的牽引力、管片與盾尾密封的摩擦阻力等組成。1） 克服殼體外周摩擦阻力的推力F1F1 = n XdXLXc8480 kN 865.3 tf 2）克服胸板所受的土壓與水壓的推力 F2F2 = AXP216027kN

15、（ 1634tf 3）克服后續(xù)設(shè)備的牽引力的推力 F3F3 = GBXF3 = GBXp465.5 kN( 47.5tf4）克服管片與盾尾密封摩擦阻力的推力F4F4 = n F4 = n XDsXp sXnXPT55 kN( 6tf5）推進(jìn)時(shí)所需推力F = F1+F2+F3+F4+25028 F = F1+F2+F3+F4+25028 kN(2553tf6）裝備推力安全率雖然對(duì)曲線施工和方向控制來(lái)說(shuō)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸數(shù)量多比較好，但受 空間的限制，所以尺寸及數(shù)量受到制約。裝備推力F0= 1715X22裝備推力F0= 1715X2237730 kN (3850tf1.51 倍安全率F0/F 1.51

16、 倍注：本計(jì)算從安全考慮，土壓計(jì)算時(shí)的松弛高度采用全覆土計(jì)算，而實(shí)際上松 弛高度要比全覆土小，所以上述裝備推力十分充分。并且，本盾構(gòu)機(jī)的裝備推力為所需理論推力的1.51倍，對(duì)應(yīng)曲線施工也具 有充分的余量。4、盾構(gòu)機(jī)殼體強(qiáng)度計(jì)算4.1計(jì)算條件全覆土 （水、土不分離計(jì)算）復(fù)土深度H=30m地下水位Hw=0.50mY Y =19 kN/m3土的質(zhì)量（水上部分）(4)土的質(zhì)量（水下部分）Y =19 kN/m3(5)水的質(zhì)量Y w=0 kN/m3(6)土的內(nèi)部摩擦角Q=0度地盤反力系數(shù)K=15,000 kN/m2(8)盾構(gòu)機(jī)外徑D=6.34m(9)盾構(gòu)機(jī)半徑R=3.17m(10)盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度L=8.68m

17、(11)盾構(gòu)機(jī)自重G=2695tkN(12)盾構(gòu)機(jī)殼體板厚T=4.0cm(13)路面負(fù)荷S=58.5 kN/m24.2各參數(shù)的計(jì)算(1) 土壓系數(shù)入0.850、,1 一 sin 0.850人=1 + sin 土壓系數(shù)入，在本工程軟土層地質(zhì)清楚的場(chǎng)合，取0.850。如果地質(zhì)情況不夠清楚時(shí)，使用上式計(jì)算。（2）盾構(gòu)機(jī)單位面積質(zhì)量G115.588 kN/m215.588 kN/m2g1 =兀 D Ls殼體斷面慣性矩（每100cm） I533cm412(4)殼體斷面抗彎模數(shù)(每100cm) Z 100 - T 2Z =6殼體斷面積(每100cm) AA=100XT松弛土寬度B1因采用全覆土，故該項(xiàng)可不

18、計(jì)算小 (45。+ 小；2)B1 = R - cot :2)水土一體+地面負(fù)荷ov。v=(Pe1) = Y XH+P0盾構(gòu)機(jī)外徑2倍的土壓o2D。2D = 2 D 人因采用全覆土計(jì)算，故采用水土一體+地面負(fù)荷ov= 628.8 kN/m24.3土荷載計(jì)算盾構(gòu)機(jī)頂部垂直載荷P1土壓 Pe1 = Y XH+P0水壓 Pw1=HwX y w合計(jì) P1=Pe1+Pw1盾構(gòu)機(jī)頂部水平載荷Q1土壓 Qe1=Pe1XK1水壓 Qw1=HwXY w合計(jì) Q1=Qe1+Qw1盾構(gòu)機(jī)底部水平載荷Q2土壓 Qe2 = Qe1+Y XDXK1水壓 Qw2=(Hw+D)Xy w267 cm3400 cm2628.8 k

19、N/m2240.92 kN/m267 cm3400 cm2628.8 kN/m2240.92 kN/m2628.8 kN/m20.0 kN/m2kN/m2534.5 kN/m20.0 kN/m2534.5kN/m2kN/m20.0 kN/m2636.9 kN/m2盾構(gòu)機(jī)底部垂直載荷P2自重 Pg=n Xg1土壓 Pe2=Pe1水壓 Pw2 = Qw2合計(jì)松弛土高度H2因?yàn)槭怯萌餐劣?jì)算，所以松弛高度為:H2 = H149.0 kN/m2kN/m20.0 kN/m2kN/m2m4.4盾構(gòu)機(jī)殼體水平方向變位量的計(jì)算(1)由盾構(gòu)機(jī)自重引起的地盤反力的變位量3(2- P 1 - Q 1 - Q 2+P

20、 g ) R_ 424 E I + 0.0454 . K :R 4C0.0081 mE =鋼鐵的彈性模量=20.58 X 106 (N/cm2) n =彎曲剛性有效率=1.0004.5載荷的計(jì)算(1)垂直載荷P1起的扭矩M1 kN-m及軸力N1 kNM 1 0 = 1 - l - 2 - sin2 0)P1 - Rc24N1b = P1 - Rc - sin 20kN-mkN(2)水平載荷 Q1起的扭矩M2 kN-m 及軸力N2 kNM2 0 =4( - 2 - cos2 0 ).Q1. Rc2kN-mkNN20=Q1. Rc cos2 0kN(3)水平三角形載荷Q2-Q1起的扭矩M3 kN-

21、m 及軸力N3 kNM3 b = - ( 6 - 3 - cos 0 - 12 - cos2 0 + 4 - cos3。(Q2 - Q1) Rc2kN-m48 I)+ 8 + 8 - cos2 0 - 4 - cos3 0 )(Q2 - Q1). RckN(4)由地層反力K-(4)由地層反力K-6 引起的扭矩M4 kN-m及軸力N4 kN0忍X忍n /4M 4 0 =(0.2346 - 0.3536 co s 0 ) K Rc 2N4 0 = 0.3536 cos 0 K 6 Rcn /4Xn /2M 4 0 = ( 0.3487 + 0.5 sin2 0 + 0.2357 cos3 0 )

22、K - 6 Rc 2kN-m kNkN-mN4 0= ( 0.7071 cos 0 + cos2 0 + 0.7071 sin2 0 cos 0 ) K - 6 Rc(5)盾構(gòu)機(jī)自重;rg1引起的扭矩M5 kN-m及軸力N5 kN(3八 八5 d兀 一 0 sin 0cos 0 g 1 Rc286) 50 sin 0 - ！ cos 0 g 1 RckNkN-mkN n /2XnM n /2XnM 5 0 =-(Ti -0 ) sin 0 一 cos 0 一 k - sin 20 g 1 Rc262)N 5 0=-k sin 0 +0 sin 0 + k sin20 一 kkN-mkN4.6彎

23、曲扭矩M及軸力N的計(jì)算結(jié)果(1)彎曲扭矩M計(jì)算結(jié)果(KN-m/m)0 M1M2M3M4M5合成彎矩M01559.8-1325.8-105.8-144.253.337.3151350.8-1148.2-95.0-129.647.225.330779.9-662.9-63.5-86.830.1-3.2450.00.0-15.0-18.65.2-28.460-779.9662.942.367.6-22.5-29.675-1350.81148.295.0147.7-46.7-6.690-1559.81325.8127.0183.3-60.715.6105-1350.81148.2124.9147.7-

24、58.511.5120-779.9662.984.767.6-38.2-3.01350.00.015.0-18.6-5.2-8.8150779.9-662.9-63.5-86.830.6-2.71651350.8-1148.2-124.9-129.658.06.11801559.8-1325.8-148.2-144.268.29.8(2)軸力N的計(jì)算結(jié)果(KN/m)0 N1N2N3N4N5合成申由力N00.01683.6100.8136.0-8.21912.215132.71570.897.3131.4-4.61927.630495.21262.786.0117.85.81967.545990

25、.4841.866.496.221.52016.2601485.5420.940.362.240.42049.4751848.0112.814.621.060.02056.5901980.70.00.00.077.12057.91051848.0112.87.021.084.02072.81201485.5420.940.362.275.32084.2135990.4841.894.996.255.62078.9150495.21262.7155.9117.832.82064.3165132.71570.8203.7131.414.92053.51800.01683.6221.7136.08.

26、22049.54.7盾構(gòu)機(jī)殼體應(yīng)力。的計(jì)算結(jié)果在殼體外側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)力。外側(cè)kN/m2在殼體內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)力。內(nèi)側(cè)kN/m2(3)殼體產(chǎn)生的應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果(kN/m2)容許應(yīng)力為：210,000 kN/m20 o out判定o in判定0187,6510K-92,0400K15142,9510K-46,5720K3037,2200K61,1530K45-56,1200K156,9300K60-59,7460K162,2140K7526,5190K76,3040K90109,9210K-7,0290K10594,9700K8,6700K12040,8460K63,3630K13518,8570K85,

27、0870K15041,6600K61,5570K16574,0870K28,5860K18087,9450K14,5320K根據(jù)計(jì)算本次盾構(gòu)機(jī)殼體盾尾厚度為4cm時(shí)，將采用抗拉強(qiáng)度490N/mm2 級(jí)鋼材，相類似國(guó)內(nèi)Q345鋼材。結(jié)論:本盾構(gòu)機(jī)殼體的容許應(yīng)力、容許應(yīng)變具有充足的余量。1、 盾尾鋼板40mm的解析圖SENeolci.e usgsPNE0+E=!L 裕圣 -DB-l-rTGp50+L5D+ZL 含+L L 呂+L 含+L L呂+目L 含+L ETLEos.盾尾厚度為40mm的應(yīng)力解析圖SNOAJ !.%口 sua-ssajmdsEiuqrlEucs胡 CCZJQQ冬 oQNLLIz

28、tBcnu 一UZ 蛋 LELnL，* 甲SMS拓 UElBdoEs-9PNDg-9b 新圣 -U-1FIW-3口l-n-3p盾尾厚度為40mm的應(yīng)變解析圖5、切削刀具壽命的計(jì)算：本計(jì)算是對(duì)？ 6.34m 土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的切削刀具壽命進(jìn)行計(jì)算，是基于所給 出的地質(zhì)條件和小松公司許多盾構(gòu)機(jī)施工實(shí)績(jī)參數(shù)上所進(jìn)行的，計(jì)算結(jié)果只是作 為參考。如果實(shí)際的掘削土體和掘削狀況與標(biāo)書中所給出的地質(zhì)條件有差異，可 能會(huì)與計(jì)算推定的結(jié)果有所不一致。根據(jù)本工程地質(zhì)條件，為安全起見，采用全長(zhǎng)為砂層，推進(jìn)速度取4cm/min 計(jì)算，由于全部區(qū)間大部分是淤泥層，而且，最外周刀具為1個(gè)軌跡上的刀具采 用3把，因此，該計(jì)算

29、是趨于保險(xiǎn)的。5.1、地質(zhì)概況：粉質(zhì)粘土、粉土，局部為粉砂、淤泥質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂5.2、地質(zhì)計(jì)算模型化5.3主切削刀計(jì)算5.3.1磨損高度與運(yùn)轉(zhuǎn)距離的關(guān)系根據(jù)以往眾多的實(shí)績(jī)，主切削刀、刮刀的磨損高度t(mm)與運(yùn)轉(zhuǎn)距離入(km)的 關(guān)系可用小松公司的積累的經(jīng)驗(yàn)，用下式進(jìn)行：t = K 入 X 10-3其中：K 一摩擦系數(shù)：根據(jù)切削刀具超硬刀片的材質(zhì)和工程地質(zhì)條件所決定。切削刀的超硬刀片高度為35mm，根據(jù)小松的經(jīng)驗(yàn)取刀片高度17.5mm作為刀具 的磨損界限，先行刀的超硬刀片高度為50mm，根據(jù)小松的經(jīng)驗(yàn)取刀片高度25mm作 為刀具的磨損界限，因?yàn)?，刀具在過大磨損的情況下，刀具的后角就變小，在

30、掘 進(jìn)的同時(shí)磨損就會(huì)加速，就會(huì)產(chǎn)生刀具背部的刀柄部位磨損增加，刀片焊接面減 少，可能會(huì)引起刀片脫落等。5.3.2主切削刀、刮刀的磨損系數(shù)主切削刀、刮刀的磨損取決于超硬刀片的材質(zhì)、形狀、土質(zhì)、盾構(gòu)機(jī)形式， 有無(wú)先行刀等，下圖表是小松公司對(duì)于刀具磨損計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)所示：泥水平衡式盾構(gòu)機(jī)（E-5材質(zhì)）土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)（E-5材質(zhì)）2525口砂礫/口砂礫/ K=45K=25。砂/K=23。砂20占粘土淤泥20A粘土淤泥/K=15/f/15)15X1匚)15/mm/m畢口/度妒ZK=L2度/ /f/高10_義口 一/高10!7V損磨/口*損磨/片/口XUQK=5,片/q /A刀 50/刀5/o/AK=4/

31、00 0K=2.5/八仝000500100005001000刮刀運(yùn)轉(zhuǎn)距巨離（km）入刮刀運(yùn)轉(zhuǎn)距離（km）主切削刀主切削刀根據(jù)上述圖表，可以將其中K值整理為如下表所示:土質(zhì)粘土、淤泥砂砂礫、巖碎塊刀片材質(zhì)備注泥水平衡式盾構(gòu)機(jī)2.555121223E-5本工程采用1.252.52.56611.5E-3土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)41515252545E-5本工程采用27.57.512.512.522.5E-3由于，本工程的地質(zhì)為砂，因此，采用類似于日本抗沖擊的硬質(zhì)合金刀片E-5 （日本標(biāo)準(zhǔn)）材質(zhì)。（1）刀具磨損系數(shù)模型化（采用主切削刀進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)論適用刮刀）根據(jù)上述圖，在先行刀容許磨損量之內(nèi)，切削刀的磨損系

32、數(shù)K值減小到K2 值，磨損減少，當(dāng)先行刀磨損完時(shí)，主切削刀K值恢復(fù)到K3值，磨損就會(huì)加劇， 隨著掘進(jìn)距離增加，最終到達(dá)主切削刀容許磨損量所能掘進(jìn)的距離L2。MM刃 先摩耗 量m m)5.3.3刀具磨損計(jì)算公式先行刀的可能掘進(jìn)距離L1 = 10000XPeXt1/(2n RXkl)主切削刀在L1(m)掘進(jìn)距離時(shí)的刀刃磨損量由 L1 = 10000XPeXt01/(2n RXk2)得 t01 = (2n RXk2)XL1/ (10000XPe)主切削刀到達(dá)磨損界限時(shí)的可能掘進(jìn)距離由(L2-L1) = 10000XPeX(t2-t01) /(2n RXk3)得 L2 =10000XPeX(t2-t0

33、1) /(2n RXk3)+L1其中：L :到達(dá)刀具磨損界限時(shí)可以掘進(jìn)的隧道距離K :刀具超硬刀片的磨損系數(shù)t :刀具的超硬刀片的容許磨損高度mmR :最外周刀具的安裝半徑mPe：刀具的切深cm/rvePe = V/NV :盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度cm/minN :刀盤轉(zhuǎn)速rpm5.3.4刀具磨損計(jì)算結(jié)果:先行刀摩耗完，但主切削刀未完全磨損時(shí)的掘進(jìn)距離L土言己號(hào)單位砂掘逵距雕Lm1480掘逵速度Vcm/min4刀盤回轉(zhuǎn)速度Nrpm1.3切深Pecm/rev3.08盾構(gòu)機(jī)外徑Dm6.34最外周切削刀安裝半徑Rm3.17先行刀容摩耗量t1mm25切削刀容M午刃先摩耗量t2mm17.5刀具走距雕Akm971先

34、行刀摩耗彳系數(shù)k1mm/1000km26.01切削刀摩耗彳系數(shù)（先行刀沒磨損完）k2mm/1000km8.67切削刀摩耗系數(shù)（先行刀磨損完）K3mm/1000km17.34先行刀摩耗量T1mm25.3切削刀摩耗量（先行刀沒磨損完）T2mm8.3切削刀摩耗量（先行刀磨損完）T2mm 先行刀摩耗完后，切削刀完全磨損時(shí)的掘進(jìn)距離L1土己號(hào)單位砂掘逵距雕Lm800掘逵速度Vcm/min4刀盤回轉(zhuǎn)速度Nrpm1.3切深Pecm/rev3.08盾構(gòu)機(jī)外徑Dm6.34最外周切削刀安裝半徑Rm3.17切削刀剩余容M午刃先摩耗量（先行刀磨損完）t2mm9.2刀具走距雕入km478.6切削刀摩耗彳系數(shù)（先行刀磨損完）K3mm/1000km17.34切削刀摩耗量（先行刀磨損完）T2mm9.11次安裝后的刀具總掘進(jìn)距離L= 1480+800=2280m并且，對(duì)于與最外周掘削刀具鄰接的保徑刀，因?yàn)槊?軌跡配置了6把，所 以根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，可以得到十分足夠的掘進(jìn)距離。在里所提示的刀具壽命是根據(jù)小松公司所積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的，計(jì)算結(jié)果 僅供參考，但在實(shí)際地質(zhì)情況與投標(biāo)時(shí)給出的地質(zhì)情況沒有較大的差別時(shí)， 并且掘進(jìn)正常，其基本上能相符。所有的計(jì)算結(jié)果在地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)， 將作修正。6、三排園柱滾柱軸承：6.1盾構(gòu)機(jī)規(guī)格：盾構(gòu)機(jī)外徑D (m)6.34盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長(zhǎng)L (