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球型镶齿滚刀参数对破岩比能影响性研究
2020-05-06 10:10
来源：
绍兴交投
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| 论文题目 ： | 球型镶齿滚刀参数对破岩比能影响性研究 |
| 论文类别： | CSCD核心 |
| 单位及作者： | 浙江绍金高速公路有限公司 侯义辉 |
| 论文摘要： | 研究球型镶齿滚刀破岩过程中刀盘转速 、钻压、镶齿数 、刀盘间距以及贯入度5 种因素对破岩比能的影响 ，利用ABAQUS 有限元计算软件，建立双排滚刀直线切割围岩的动力显式模型 ；基于正交试验法 ，设置五因素四水平正交试验L16(45)，通过极差分析和方差分析找出不同因素变化对破岩比能的影响规律，并对比分析最优组合和最不利工况下滚刀滚动力和破岩效果。研究结果表明 ：影响滚刀破岩比能因素的主次顺序依次是钻压、刀盘排距、转速、刀齿数和贯入度 ；适用于中风化凝灰岩互层的钻具参数为转速12.56 m/s，钻压25 kN，刀齿数34 个，刀盘排距35 mm ，贯入度1 mm，此时的破岩比能为0.382 8 MJ/m3，优化效果较好。 |
| 关键词： | 滚刀破岩 ；破岩比能；正交试验 ；极差分析；方差分析 |
| 正文： | |
| 参考文献： | [1] 荆国业. 大直径反井钻井穿越特殊地层关键施工技术研究[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] 刘志强. 大直径反井钻机及反井钻进技术[J]. 煤炭科学技术, 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] 刘志强. 大直径反井钻机关键技术研究[D]. 北京: 北京科技大学, 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] 马志远. BMC(LM)系列反井钻机在山西反井工程中的应用[J]. 中国煤炭, 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, 刘志强, 胡敬东, 等. 镶齿滚刀的破岩机理及分形研究[J]. 煤矿机械, 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] 韩博, 刘志强, 荆国业, 等. 滚刀破岩试验装置的研制及应用[J]. 煤矿机械, 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] 吴帆, 殷丽君, 张浩, 等. 镶齿滚刀破岩机理及效率的旋转破岩试验[J]. 中国公路学报, 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, 汪莹莹, 谭昊. 反井钻机球形镶齿滚刀破岩数值分析[J]. 建井技术, 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] 汪莹莹. 不同齿形的镶齿滚刀破岩效果模拟仿真[D].合肥: 合肥工业大学, 2017. WANG Yingying. Numerical analysis on rock breaking effect with different inserted tooth rolling cutters[D].Hefei: Hefei University of Technology, 2017. [11] 曾志远. 镶齿滚刀正压力与滚动力预测模型研究[D].合肥: 合肥工业大学, 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] 张珂, 李亮, 王贺, 等. 基于ABAQUS 的滚刀破岩参数对滚动力及比能的影响[J]. 沈阳建筑大学学报(自然科学版), 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, 薛冰军, 赵强. 基于正交试验设计的多指标优化方法研究[J]. 河北工程大学学报(自然科学版), 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, 公路隧道设计规范[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, 欧阳涛, 陈雷, 等. 盘形滚刀破岩力影响因素研究[J]. 应用基础与工程科学学报, 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. 张珂, 王腾跃, 孙红, 等. 全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩模拟[J]. 沈阳建筑大学学报(自然科学版), 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, 工艺参数优化方法正交试验法[S].JB/T7510—94, Orthogonal test method for optimizing technological parameters[S]. |
发表刊物 (CN或ISSN号)： | 《铁道科学与工程学报》（CN：43-1423/U ，ISSN：1672-7029），2020年5月第17卷第5期，1287-1294 |
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