این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۴، شماره ۳، صفحات ۵۹-۶۹
عنوان فارسی مطالعه عددی تغییرات نیروهای جانبی وارده بر تیغه ها در ماشین های حفاری مکانیزه تونل
چکیده فارسی مقاله
تعیین نیروهای وارده بر تیغهها در دستگاههای حفاری مکانیزه تونل از اهمیت بالایی برخوردار میباشد چرا که از این نیروها در طراحی و ساخت ماشین استفاده میشود. در این میان نیروهای جانبی بسیار کمتر مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. لذا در این مقاله به مطالعه عددی نیروهای جانبی وارده بر تیغهها و ارتباط آن با شعاع نصب بر روی کله حفار و پهنای لبه تیغه پرداخته شده است. همچنین نتایج حاصله با اطلاعات دستگاه حفاری قطعه دوم تونل انتقال آب کانی سیب اعتبار سنجی شده است. بدین منظور سه نوع تیغه 17 اینچی با پهنای لبههای 18.5 میلیمتر، 19.6 میلیمتر و 20.8 میلیمتر در شعاعهای نصب 0.3 متر، 1 متر و 2 متر مدلسازی عددی شده است. نتایج مدل‌های عددی نشان میدهد اندازه نیروهای جانبی وارده بر تیغههای مرکزی با شعاع نصب پایین بسیار بیشتر از تیغههای میانی و لبهای میباشد. همچنین این نیروها عمدتاَ بصورت نامتقارن بوده و با افزایش شعاع نصب، متقارن میشود. این شرایط با افزایش پهنای لبه تیغهها تشدید نیز میشود. با بررسی الگوی خرابی تیغهها در دستگاه حفاری قطعه دوم کانی سیب نیز این نتیجه گیری بصورت مشابه تکرار میشود. در این پروژه بیش از 74 درصد خرابی تیغههای مرکزی با شعاع نصب پایین، ناشی از مشکلات داخلی و شکست در سیستم باربری و یاتاقان میباشد. علت این نوع خرابی، وارد آمدن نیروهای نامتقارن و بزرگ جانبی میباشد این در حالی است که تنها 26 درصد تیغههای میانی با شعاع نصب بالا دچار این نوع خرابی شده است که تائید کننده نتایج مدلهای عددی میباشد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله تیغه حفاری،نیروی جانبی،تونل کانی سیب،روش المان محدود،
عنوان انگلیسی A numerical investigation of side force variation on disc cutters in mechanized tunnel boring machines
چکیده انگلیسی مقاله As the use of mechanized tunnel boring machines (TBMs) increases, the performance of these machines has become increasingly important for researchers to work on. Disc cutters, as one of the main components of the cutter head, are responsible for transmitting the thrust force to the rock and breaking it. Studying the rock-cutting process by TBM disc cutters is vital to mechanized tunnel excavation. For this reason, this issue has been widely studied by researchers in recent decades. The shape and layout design of the cutter head, disc cutters spacing, and the size and shape of cutters are the adjustable factors in improving the efficiency of rock cutting and TBM excavation. It is important to determine the forces acting on the disc cutters in mechanized tunnel boring machines because these forces are used in the design. A review of the history of studies shows that lateral forces have been studied much less than other forces. Therefore, in this article, a numerical study of the side forces on the disc cutters and their relationship with the installation radius and the tip width has been studied. Furthermore, the information of lot 2 Kani Sib water conveyance tunnel has been used to validate the results. For this, numerical simulations have been conducted with three types of 17-inch disc cutters in installation radii of 0.3 m, 1 m, and 2 m with tip widths of 18.5 mm, 19.6 mm, and 20.8 mm. The results of the numerical models show that the side forces acting on the central disc cutters with low installation radius are much higher than others. Additionally, these forces are mainly asymmetrical and become symmetrical as the installation radius increases. Central disc cutters are subjected to unbalanced and asymmetric forces because of the excessive side force. This will cause the disc cutter bearing system to malfunction and increase costs significantly. A decrease in the balance of the cutter head and increased vibrations are other consequences. Increasing the tip width aggravates this condition. The damage pattern of the disc cutters in lot 2 Kani Sib tunnel confirms this conclusion. According to this project, more than 74% of central cutters' failures with low installation radius are related to bearing problems. This type of failure is caused by large asymmetric side forces, while only 26% of the face disc cutters with a large installation radius failed in this way, which confirms the results of the numerical models.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله تیغه حفاری,نیروی جانبی,تونل کانی سیب,روش المان محدود
نویسندگان مقاله منصور صبری |
دانشگاه تربیت مدرس

حسن وحیدی |
دانشگاه علوم و تحقیقات

علی ذنوبی |
دانشگاه امام حسین

محمد رستمی |
دانشگاه آزاد

محسن هوشنگ |
دانشگاه صنعتی شریف

نشانی اینترنتی https://mcej.modares.ac.ir/article_12696_3bdc8a01ab1a92a54630ecf0e75dbb0f.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات