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摘要：在磨粒磨损显微切削模型基础上，根据螺旋机的磨损特点，推导出L型截面的螺旋叶片形状比例公式，并找出形状比例系数的最优值。以此形状比例的理论值来优化螺旋机叶片截面形状的耐磨设计。
关键词：盾构机；螺旋输送机；叶片厚度；磨损。
引言
土压平衡盾构机中螺旋输送机叶片及筒体的磨损是盾构施工中常出现的问题。磨损严重时会直接导致机器无法掘进。如何提高螺旋机叶片及筒体的耐磨设计是所有研究和设计人员关心的问题。根据螺旋机叶片各处位置的磨损特点，螺旋机叶片的形状应设计成类似“L”型等可以加强高压力三体磨粒磨损位置的形状。若叶片截面形状简化为“L”型，其叶片厚度的比例应该是多少最合适？下面根据磨粒磨损显微切削模型对叶片厚度的比例关系进行分析并得出简化计算模型。
模型假设
为更便于量化，假设叶片截面为L型，其各处尺寸见图1所示。 。考虑到δ1为支撑结构及抵抗土体磨损的最小厚度，设δ1为定值。求出a的最佳比例。
表1中的a值与现在主流盾构机厂家的螺旋机叶片设计尺寸非常接近。
结论
由于螺旋机在施工中的重要性，现阶段其叶片设计越来越倾向于更大更重方向发展。这与理论上的最优化设计不相符。公式（8）为设计提供了理论支持，可以在考虑设计余量时有基准可参考。
另外因磨损系数与很多因素有关，单凭计算很难得到具体数值。所以本文只是按照理论计算寻找最优值，未考虑最优值与其他值的磨损偏差量。若能用实验测得各种地质对某种耐磨材质的磨损系数，将可以优化计算公式且更深入分析叶片截面形状和厚度对螺旋机耐磨性能的影响。
参考文献
[1] 韩成.盾构螺旋输送机磨损与叶片厚度关系研究[J].工程技术,2016,7：285.
[2] Rabinweicz E, Russel P G. A study of abrasive wear under three-body conditions[J]. Wear, 1961, 4(2): 345-355
论文作者:韩成
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/22
标签：叶片论文; 磨损论文; 螺旋论文; 盾构论文; 截面论文; 形状论文; 厚度论文; 《防护工程》2017年第21期论文;