中南大学夏毅敏教授团队突破高性能盘形滚刀技术
来源:红网 点击次数:次 发布时间:2025年07月12日 作者:梁旭
红网时刻新闻7月8日讯(通讯员 梁旭 )中南大学夏毅敏教授团队自2005年成立以来,历经近20年技术攻关,成功研发出高性能长寿命盘形滚刀及智能化管理系统,攻克了复杂地质适应难、刀具性态监测难、施工管理维护难等行业痛点,推动我国隧道掘进装备从跟跑迈向领跑。
长期以来,盘形滚刀作为隧道掘进机的“铁齿钢牙”,面临损耗快、维护成本高、地质适应性差等一系列难题。与此同时,国外高端滚刀技术垄断,服务响应速度较慢,成本居高不下。面对复杂多变恶劣工作环境,传统滚刀在极硬岩质地层中磨损严重,施工效率低下,给我国重大隧道工程建设带来巨大阻力。
研究人员在现场进行刀具性态在线监测系统调试。
夏毅敏教授团队分析了滚刀典型失效形式,探明了恶劣工况下的滚刀的磨损及失效机理,创新性提出广域地质条件下的滚刀结构设计方法及适用于高效破岩的新型盘形滚刀结构设计方法,开发了梯度硬度滚刀、激光熔覆滚刀等新型高性能滚刀,显著提升了滚刀耐磨性与使用性能。自主研发的体系化刀具智能化系统平台,实现滚刀设计、性态监测、刀具管理及决策的全流程覆盖。
团队研发的新型极硬岩滚刀破岩能力可达200MPa,在180MPa的极硬岩工况寿命达到390m;刀具运行状态在线监测装置以及刀具失效诊断和换刀决策系统,在应用过程中提供了滚刀实时运行状态信息,为更合理的滚刀更换提供了判据。
科研团队在深江铁路工程现场进行滚刀性能测试。
目前团队针对盘形滚刀研究成果已获多项国家省部级科技奖励,拥有三十余项发明专利,技术指标达到国际领先水平。团队相关技术已在吉林引松供水、穗菀深城际铁路、深江铁路等多个国家重大工程中成功应用。
未来,夏毅敏教授团队将深化“产学研用”协同创新,推动中国高端隧道掘进装备走向世界,为全球地下工程建设贡献“中国方案”。