円周軌道切削によるディスクカッタの性能試験法に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555145
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 一彦 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (30002009)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 板倉 賢一 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (20168298)
• Keywords: トンネル掘進機 / ディスクカッタ / ゲージカッタ / 切削抵抗 / 性能試験

Research Abstract

1.円周軌道切削実験によるTBMゲージカッタ・の性能試験
TBM用ディスク・カッタを用いて、ゲージ・カッタの取付条件の下で円周軌道切削実験を行なった。用いた岩石は中国産福建花崗岩である。ディスク・カッタの円周を含む面と岩石面とのなす角は0ﾟから30ﾟまで5ﾟ刻みで7段階とした。軌道間隔はすべて30mmとした。実験の結果は、TBMゲージ・カッタの切削性能に関する新しい事実を明らかにした。これによれば、ディスク傾斜角の増加はディスク刃先半角の増加と等価であり、したがってゲージ・カッタの切削抵抗はフェース・カッタの切削抵抗予測式から容易に算出することができる。またこの結果は、TBMゲージ・カッタが正のディスク傾斜角をもつ場合にはフェース・カッタよりも大きな切削抵抗を受けることを示唆しており、ゲージ・カッタの寿命がフェース・カッタに比べて一般に短いという実績に関して、一つの合理的な説明を与える。
2.直線軌道切削実験によるTBMゲージ・カッタの性能試験
TBMゲージ・カッタの性能を改善する指針を得るために、ディスク傾斜角を0ﾟ、10ﾟ、20ﾟの3段階、また岩石切削面の傾斜角を0ﾟから30ﾟまで10ﾟ刻みで4段階変化させて、切削実験を行なった。この条件下での実験は、円周軌道では困難なので、直線軌道切削で代行した。用いた岩石と設定した切削軌道間隔は円周軌道切削実験1と同じである。その結果、TBMゲージ・カッタの切削抵抗を抑制するには、ディスク傾斜角に見合った傾斜角を岩石切削面に与える必要があることが明らかになった。これはゲージ・カッタをカッタ・ヘッド上に合理的に配列する際の設計指針を与えるものである。

Research Products

• [Publications] 〓 放鳴: "TBMゲージカッタに作用する切削抵抗" 資源・素材学会誌. 110. (1994)
• [Publications] 〓 放鳴: "TBMゲージカッタに作用する切削抵抗の抑制方法について" 資源・素材学会誌. 110. (1994)
• [Publications] 佐藤 一彦: "TBMゲージカッタに作用する切削抵抗の抑制方法について" 第9回岩の力学国内シンポジウム講演論文集. 581-586 (1994)
• [Publications] Kazuhiko SATO: "Measurement of tool force and twist exerted on TBM disc cutters" Proceedings of the Second International Symposium on Mine Mechanization and Automation. 271-278 (1993)