文档介绍：第 49 卷第 12 期天津大学学报(自然科学与工程技术版)
2016 年 12 月 Journal of Tianjin University(Science and Technology) Dec. 2016

DOI:

基于 TBM 刀盘剖面轮廓的滚刀极径优化布置设计
郭伟，孙红艳，刘建琴，宋立玮，孙斌
(天津大学机械工程学院，天津 300072)
摘要：为解决目前滚刀极径布置研究中多采用 V 型滚刀、未考虑边滚刀变切深的特性并忽略了全断面岩石掘进机
(TBM)刀盘剖面轮廓与滚刀极径布置的耦合机制问题，提出了一种基于刀盘剖面轮廓的滚刀极径布置的适应性设计
方法．基于 CSM 受力模型，以最外侧边缘滚刀的轴承受力为评价指标，根据刀盘过渡区域大小、过渡圆弧半径及
安装倾角范围之间的关系，确定其剖面轮廓．推导出常截面滚刀的破岩量公式和基于变切深的边滚刀磨损量公
式．采用遗传算法，基于等寿命原则，对中心刀和正刀的极径进行优化设计；基于等磨损原则，建立非线性数学模
型，对边刀的倾斜角进行优化设计．以 MB264-311-8030mm 型 TBM 刀盘为例，计算结果表明，与原始滚刀极径相
比，51 把滚刀中最大差距仅有 ,mm，为刀盘半径的 %，可忽略不计，充分验证了该方法的可行性和有效性.
关键词：全断面岩石掘进机；极径布置；遗传算法；等寿命；等磨损
中图分类号：文献标志码：A 文章编号：0493-2137(2016)12-1303-09

Optimal Layout Design for Disc Cutters’ Assembled Radii
Based on TBM Cutterhead Profile
Guo Wei，Sun Hongyan，Liu Jianqin，Song Liwei，Sun Bin
(School of Mechanical Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China)
Abstract：In present s