基于免疫算法的全断面岩石掘进机刀盘滚刀布局设计理论研究

作     者：朱殿华 宋立玮 郭伟 ZHU Dian-hua;SONG Li-wei;GUO Wei

作者机构：天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300354 中铁十八局集团有限公司天津300222 

基　　金：国家重点基础研究发展计划资助项目(2013CB035402) 国家自然科学基金资助项目(51275339 51575379) 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2018年第35卷第11期

页      码：31-38页

摘      要：全断面岩石隧道掘进机(TBM)刀盘滚刀布局对掘进性能有显著影响。文中针对滚刀受力与刀盘滚刀布局方法进行分析,针对刀盘径向载荷最小、刀盘倾覆力矩最小、质量分布均匀、破岩差异量最小4个优化目标进行层次分析法加权统一,建立了刀盘滚刀布局优化模型,采用具有非退化优势的免疫算法对刀盘滚刀布局进行了优化设计。以大伙房隧道的刀盘模型为工程实例,利用刀盘滚刀布局优化模型对MB264-311TBM型掘进机滚刀的优化布置进行了实践,针对米字型、螺旋线型破岩协调耦合布局及不具有耦合关系的随机型滚刀布局分别进行优化计算,优化效果显著。其中,随机型滚刀布置的优化结果明显减小了刀盘径向载荷与倾覆力矩,优化程度高达91.475%,提出基于随机型滚刀布局方式的TBM刀盘布局设计新理论。在兼顾刀盘的非性能指标约束条件下,该布局理论对于提升滚刀破岩效率、提高刀盘刀具的使用寿命具有重要的工程应用价值。

主 题 词：TBM 滚刀受力 优化设计 免疫算法 刀盘滚刀布局 

学科分类：08[工学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.13841/j.cnki.jxsj.2018.11.005

馆 藏 号：203416506...