全断面岩石掘进机刀盘振动理论及应用

作     者：张照煌 纪玮 程克凤 高青风 孙飞 ZHANG Zhaohuang;JI Wei;CHENG Kefeng;GAO Qingfeng;SUN Fei

作者机构：华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北电力大学外国语学院北京102206 

出 版 物：《应用基础与工程科学学报》 (Journal of Basic Science and Engineering)

年 卷 期：2025年第33卷第1期

页      面：205-212页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家“863”高技术研究发展计划项目(2012AA041803) 国家自然科学基金项目(51475163) 

主　　题：全断面岩石掘进机 刀盘 纵向振动 扭转振动 自然频率 支撑半径 

摘      要：全断面岩石掘进机施工振动大、能耗高,一直是工程领域研究的难题.论文以刀盘结构特点为依据,通过对全断面岩石掘进机施工中刀盘运动分析,将刀盘作业中的振动分为沿全断面岩石掘进机掘进方向的振动(纵向振动)和绕刀盘旋转轴线的扭转振动,并据此建立了全断面岩石掘进机刀盘纵向自由振动和扭转自由振动力学模型.通过深入的理论研究,给出了求解刀盘纵向自由振动和扭转自由振动自然频率的理论和方法,并将该理论和方法应用于全断面岩石掘进机刀盘纵向振动自然频率和扭转振动自然频率的求解,发现了在刀盘面质量一定的条件下,刀盘纵向振动自然频率是刀盘支撑半径和刀盘厚度的函数,刀盘扭转振动自然频率只是刀盘厚度的函数,且刀盘纵向振动自然频率与其扭转振动自然频率的代数和存在纵扭振动自然频率最小值.论文研究方法和结果为规避施工全断面岩石掘进机剧烈振动提供了理论依据和借鉴.