盾构配备的扭矩主要由以下9部分组成。在进行刀盘扭矩计算时:
式中 M——刀盘扭矩(kN·m);
M1——刀具的切削扭矩(kN·m);
M2——刀盘自重产生的旋转力矩(kN·m);
M3——刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩(kN·m);
M4——密封装置产生的摩擦力矩(kN·m);
M5——刀盘前表面上的摩擦力矩(kN·m);
M6——刀盘圆周面上的摩擦力矩(kN·m);
M7——刀盘背面的摩擦力矩(kN·m);
M8——刀盘开口槽的剪切力矩(kN·m);
M9——刀盘土腔室内的搅动力矩(kN·m)。
1)刀具的切削扭矩M1
式中 Cr——土的抗剪应力(kPa);
hmax——刀盘每转的最大切削深度(m);
R0——最外圈刀具的半径(m)。
2)刀盘自重产生的旋转力矩M2
式中 G——刀盘自重(kN);
R——轴承的接触半径(m);
μg——滚动摩擦系数。
3)刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩M3
式中 Wp——推力荷载(kN);
Rg——轴承推力滚子接触半径(m);
μg——滚动摩擦系数;
α——刀盘封闭系数;
Rc——刀盘半径(m);(www.daowen.com)
Pd——水平土压力(kN)。
4)密封装置产生的摩擦力矩M4
式中 μm——密封与钢之间的摩擦系数;
F——密封的推应力(kN);
n1、n2——密封数;
Rm1、Rm2——密封的安装半径(m)。
5)刀盘前表面上的摩擦力矩M5
式中 α——刀盘开口率;
μp——土层与刀盘之间的摩擦系数;
R——刀盘半径(m);
Pd——水平土压力(kN)。
6)刀盘圆周面上的摩擦力矩M6
式中 R——刀盘半径(m);
B——刀盘宽度(m);
Pz——刀盘圆周土压力(kN)。
刀盘圆周土压力Pz为:
7)刀盘背面的摩擦力矩M7
8)刀盘开口槽的剪切力矩M8
式中 Cτ——土的抗剪应力(kPa)。
土的抗剪应力:
9)刀盘土腔室内的搅动力矩M9
式中 R1——刀盘支撑梁外径(m);
R2——刀盘支撑梁内径(m);
L——支撑梁长度(m)。
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