论文摘要
在地下隧道工程和城市设施建设中,全断面岩石掘进机（Tunnel Boring Machine,简称TBM）以掘进速度快、机械化程度高、有利于环境保护、一次成洞等优点,已得到了普遍应用。其中,盘形滚刀是整个TBM的关键部件,直接影响掘进机破岩能力、掘进速度和经济性。TBM的刀具管理是TBM施工中的重点,在TBM掘进过程中,刀具的更换和检查停机时间占整个掘进工时的30%左右。要使刀具更换时间和刀具检查时间达到最低,在保证刀具可靠度的前提下,要尽可能地延长刀具的使用寿命,使其达到或基本达到设计值,降低换刀频率；对刀具磨损量进行合理的预测,按照某一可靠度范围对刀具进行分区更换。本文根据TB880E型掘进机在秦岭隧道出口的掘进实例,对刀具的磨损量进行预测,提高刀具耐磨可靠度,提供合理的刀具更换周期。本文主要的研究内容有：（1）介绍盘形滚刀的结构、破岩机理及盘形滚刀的主要失效形式,分析得到盘形滚刀的主要失效形式为磨损。（2）针对TB880E型掘进机在秦岭隧道出口的掘进数据进行分析,得出刀具的磨损量与刀具破岩刃上某一点的破岩弧长成正比例关系。根据TB880E型掘进机在秦岭隧道出口掘进一段距离的磨损量数据求解出刀具磨损系数,应用磨损系数预测刀具磨损量。（3）对现有刀具更换和检查形式进行分析得到现有刀具更换形式未考虑刀距可靠性问题,造成TBM掘进过程中用于刀具检查和更换的时间过多；提高现有更换形式的刀具可靠度,按照某一可靠度范围对刀具进行分区换刀,提供合理的刀具更换周期；得出TB880E型掘进机最佳刀具更换可靠度范围为0.65-0.85,减少了由于刀具更换的停机次数,提高了刀圈有效利用率。（4）利用Visual Basic编制刀具更换周期预测软件,实现刀具更换周期快速、准确的预测。