刀盘扭矩的计算比较复杂，刀盘在地层中掘进时的扭矩一般包含切削土阻力扭矩（克服泥土切削阻力所需要的扭矩）、刀盘的旋转阻力矩（克服与泥土的摩擦阻力所需的扭矩）、刀盘所受推力载荷产生的反力矩、密封装置所产生的摩擦力矩、刀盘的前端面的摩擦力矩、刀盘后面的摩擦力矩、刀盘开口的剪切力矩、土压内的搅动力矩。
1.刀盘扭矩的理论算法
刀盘扭矩的计算包括：刀盘切削扭矩 T1 ；刀盘自重形成的轴承扭矩 T2 ；刀盘轴向载荷形成的轴承扭矩 T3 ；密封装置摩擦力矩 T4 ；刀盘前面摩擦扭矩 T5 ；刀盘圆周面的摩擦反力矩 T6 ；刀盘背面摩擦力矩 T7 ；刀盘开口槽的剪切力矩 T8 ；刀盘构造柱（云腿）和搅拌棒的搅拌阻力矩 T9 ；减速装置摩擦损耗扭矩 T10。
刀盘设计扭矩：
（1）刀盘切削扭矩 T1。
式中 n——刀盘转速，r/min；
qu——切削土的抗压强度，kPa；
hmax——贯入度，即刀盘每转的切入深度，m，hmax=v /n，其中v 为推进速度，m/h；
D——刀盘直径，m。
（2）刀盘自重形成的轴承扭矩 T2。
式中 WC——刀盘重量，kN；
R1——主轴承滚动半径，m；
μg——轴承滚动摩擦系数。
（3）刀盘轴向载荷形成的轴承扭矩 T3。
其中
式中 Pt——刀盘推力荷载；
α——刀盘不开口率，α=1− AS ，AS 为刀盘开口率；
D——刀盘直径，m；
Pd——盾构前面的主动土压，kPa。
（4）密封装置摩擦力矩 T4
式中 μm——主轴承密封与钢的摩擦系数，一般取 μm=0.2；
Fm——密封的推力，kPa；
n1——内密封数量；
n2——外密封数量；
Rm1——内密封安装半径，m；
Rm2——外密封安装半径，m。
（5）刀盘前面摩擦扭矩 T5
式中 α——刀盘不开口率；
μ1——土与刀盘之间的摩擦系数；
RC——刀盘半径，m；
Pd——盾构前面的主动土压，kPa。
（6）刀盘圆周面的摩擦反力矩 T6(www.xing528.com)
式中 RC——刀盘半径，m；
B——刀盘周边的厚度，m；
PZ——刀盘周围的平均土压力，kPa；
μ1——土与刀盘之间的摩擦系数。
（7）刀盘背面摩擦力矩 T7
式中 α——刀盘不开口率；
μ1——土与刀盘之间的摩擦系数；
RC——刀盘半径，m；
PW——土仓设定的土压力，kPa。
（8）刀盘开口槽的剪切力矩 T8
式中 τ——刀盘切削剪力，τ=c+PWtanϕ；
RC——刀盘半径，m；
AS——刀盘开口率；
c——开挖面上土体的内聚力，kPa；
ϕ——土仓内土体的内摩擦角，如果是泥水盾构，则是渣土和泥水的混合物，一般取内摩擦角ϕ=5°；
PW——土仓设定的土压力，泥水盾构为泥水压力，kPa。
（9）刀盘构造柱（云腿）和搅拌棒的搅拌阻力矩 T9 ，它由两部分组成，
式中 T91——刀盘构造柱的搅拌扭矩，根据刀盘具体的结构参考搅拌臂的计算方法计算；
T92——刀盘搅拌棒的搅拌扭矩；
m——搅拌臂的个数；
σm——泥土仓渣土的平均土压力；
Ab——搅拌臂迎土面的面积；
Ac——搅拌臂侧面的面积；
μms——搅拌臂与渣土的摩擦系数；
Rb——搅拌臂的平均回转半径。
（10）减速装置摩擦损耗扭矩 T10
式中 f——驱动机械的磨耗系数；一般可取为不大于0.02；
T0——常用装备扭矩。
2.刀盘扭矩的经验算法
刀盘驱动扭矩应有一定的富余量，扭矩储备系数一般为 1.5～2。同时，根据国外盾构设计经验，刀盘扭矩可按下式进行估算，即
式中 Kα——相对于刀盘直径的扭矩系数，一般取土压平衡盾构Kα=14~23；泥水盾构Kα=9~18。
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