用径向磨损系数对盘形滚刀寿命进行预测的方法

摘要

本发明属于盘形滚刀寿命预测技术领域，特别涉及一种用径向磨损系数对盘形滚刀寿命进行预测的方法。通过计算全断面隧道掘进机刀盘上盘形滚刀径向磨损系数、对盘形滚刀径向磨损系数进行修正、对全断面隧道掘进机刀盘上盘形滚刀寿命进行预测几个步骤，可以得到预测精度较轴向磨损系数预测法有了明显提高的预测结果，能够有效地利用在工程作业中。

主权项

用径向磨损系数对盘形滚刀寿命进行预测的方法，其特征在于，分以下步骤进行：(1)计算全断面隧道掘进机刀盘上盘形滚刀径向磨损系数：定义盘形滚刀径向磨损系数为全断面隧道掘进机刀盘上盘形滚刀刃破岩点一次侵深破岩运动产生的径向磨损量，用k_r表示，其单位是mm/转；则：其中，L为全断面隧道掘进机掘进总长度，h为刀盘每转切深，r为盘形滚刀半径，R为轨迹圆半径，m为盘形滚刀磨损量；(2)对盘形滚刀径向磨损系数进行修正：定义盘形滚刀正刀磨损系数的贯入度修正系数为k_s1，则，$k_{s1}=\frac{s_0}{s},$其中，$s=\frac{2}{R}\left[\sqrt{\frac{r}{2}}·\sqrt{2{\mathrm{rR}}^2+2r^3}+R^2\ln \left(r·\sqrt{2r}+\sqrt{2{\mathrm{rR}}^2+2r^3}\right)-\frac{\sqrt{2r-h}}{2}\sqrt{2{\mathrm{rR}}^2+r^2\left(2r-h\right)}-R^2\ln \left(r·\sqrt{2r-h}+\sqrt{2{\mathrm{rR}}^2+r^2\left(2r-h\right)}\right)\right],$$s_0=\frac{2}{R}\left[\sqrt{\frac{r}{2}}·\sqrt{2{\mathrm{rR}}^2+2r^3}+R^2\ln \left(r·\sqrt{2r}+\sqrt{2{\mathrm{rR}}^2+2r^3}\right)-\frac{\sqrt{2r-h_0}}{2}\sqrt{2{\mathrm{rR}}^2+r^2\left(2r-h_0\right)}-R^2\ln \left(r·\sqrt{2r-h_0}+\sqrt{2{\mathrm{rR}}^2+r^2\left(2r-h_0\right)}\right)\right],$式中，s₀为试掘进段盘形滚刀刃接岩前锋点至最大侵深时在岩石中走过的弧长，s为掘进段盘形滚刀刃接岩前锋点至最大侵深时在岩石中走过的弧长；定义刀盘上过渡盘形滚刀磨损系数的贯入度修正系数为k_s2，则，h₀为试掘进段盘形滚刀贯入度；(3)对全断面隧道掘进机刀盘上盘形滚刀寿命进行预测：刀盘上盘形滚刀预测磨损量公式为：