شبیه سازی سایش ابزار برش در حفاری مکانیزه سنگ های سخت

یکی از نتایج مهم اندرکنش سنگ و ماشین حفار، سایش کاترها می باشد. تعویض دیسک کاترها یک اقدام زمان بر است که می تواند به طور چشمگیری بهره وری دستگاه حفاری مکانیزه و نرخ پیشروی را کاهش دهد و تاثیر عمده ای بر زمان نهایی و هزینه پروژه تونل سازی دارد. بنابر این پیش بینی دقیق میزان سایش ابزار برشی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. این مطالعه در تلاش است تا یک روش عددی جامع برای تخمین سایش کاترها معرفی نماید. داده های میدانی شامل سایش واقعی بیش از ۲۰۰۰ قطعه دیسک کاتر و پارامترهای زمین شناسی در امتداد تونل انتقال آب گلاس در شمال غربی ایران، در یک پایگاه داده معین جمع آوری شده و مورد تحلیل آماری قرار گرفت تا قانون سایش حقیقی کاترها معین شود. نتایج حاصل از روش عددی نشان دهنده آن است که با عبور میزان سایش از ۲۵ میلیمتر، نیروهای نرمال و غلطشی وارد بر دیسک کاتر می توانند به ترتیب ۲.۹ و ۲.۷ برابر شوند و با گذر از سایش بحرانی، عملکرد بهینه دیسک ها از بین خواهد رفت. علاوه بر این با افزایش سایش دیسک کاتر نیروهای وارد بر آن افزایش می یابد و این عاملی برای فرسایش بیشتر است. این روش همچنین نشان داد که فشارهای محدودکننده وارد بر محیط سنگی باعث افزایش سایش دیسک کاتر خواهد شد.

کلیدواژه ها:

ماشین حفر تونل ، سایش دیسک کاتر ، اندرکنش سنگ و دیسک کاتر ، نیروی برشی ، مدل سازی عددی