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龙图腾网获悉大连理工大学;中交天和机械设备制造有限公司;新疆大学申请的专利一种蜂窝型隧道掘进机刀盘多齿破岩刀具设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121502955B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610043945.4，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种蜂窝型隧道掘进机刀盘多齿破岩刀具设计方法是由杨博文;靳党鹏;韩冬;章翔峰;刘送永;霍军周;张阳;周宗杰;杨宝震;万晓静;闫鑫国设计研发完成，并于2026-01-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种蜂窝型隧道掘进机刀盘多齿破岩刀具设计方法在说明书摘要公布了：本发明属于隧道掘进施工设备技术领域，公开了一种蜂窝型隧道掘进机刀盘多齿破岩刀具设计方法。该设计方法在滚刀刀圈整体圆周处设计渐开线齿轮切削齿结构，用齿轮切削产生的径向力与剪切力同时进行破岩，以取代传统滚刀仅靠刀盘挤压力及冲击力切削破岩的方式，实现隧道掘进机高速切削施工。同时，将传统实心连接结构刀轴改进为采用蜂窝状多孔结构滚刀刀轴，该蜂窝结构由一系列在轴体内部按规则排布的六边形或其他多边形蜂窝结构构成，形成连续、均匀的周期性拓扑结构。此种结构设计在保证刀轴具备足够强度与刚度的前提下，提升了刀轴在恶劣工况下的耐久性与稳定性，从而延长刀轴的使用寿命。

本发明授权一种蜂窝型隧道掘进机刀盘多齿破岩刀具设计方法在权利要求书中公布了：1.一种蜂窝型隧道掘进机刀盘多齿破岩刀具设计方法，其特征在于，在滚刀刀圈的刀刃上开设渐开线滚齿结构的切削齿形成多齿盘型滚刀，并且在刀轴处增设蜂窝结构，形成蜂窝状多孔结构的滚刀刀轴；步骤如下： 1多齿盘型滚刀设计方法； 1.1根据掘进参数及滚刀几何参数，计算滚刀在掘进过程中所受的垂直力为： 1 其中，Fv为垂直力，单位N；为岩石抗压强度，单位Mpa；θ为刀刃角，单位度°；R为滚刀半径，单位mm；A为刃宽，单位mm；k为弹性极限系数，取1-2之间；L为侵入岩石的深度，单位mm； 1.2确定渐开线滚齿结构切削齿的齿高为： 2 其中：h为齿高，单位mm；t为滚刀刀圈的磨损量；g为滚刀刀圈的垂直最小距离，单位mm； 1.3以垂直力Fv与齿高h乘积作为齿根弯矩，结合滚刀刀圈材料的许用弯曲应力，通过齿根弯曲强度校核公式，反算出满足强度要求的渐开线滚齿结构的切削齿的最小齿厚为： 3 4 ≤[FP]5 其中，为齿根应力，单位为Mpa；FP为滚刀刀圈材料的许用弯曲应力，为滚刀刀圈的强度极限，不超过750Mpa；为齿根弯矩，单位为N；B为齿宽，即滚刀刀圈的厚度，单位为mm；为安全系数，取值为2-3之间；S为齿厚，单位为mm； 1.4根据最小齿厚及岩石抗压强度等级，确定齿槽宽； 6 其中，e为齿槽宽，单位为mm；为围岩系数，对于I类岩石与II类岩石，取值范围为0.5-0.75；对于III类岩石、IV类岩石与V类岩石，取值范围为1-1.25； 1.5根据滚刀刀圈半径R、滚刀刀圈的磨损量t、最小齿厚及齿槽宽e，确定滚刀刀圈的齿数为： 7 其中，Z为刀圈齿数，单位为个； 2蜂窝状多孔结构的滚刀刀轴设计方法； 将刀轴改为蜂窝状多孔结构的滚刀刀轴；该蜂窝状多孔结构由一系列在滚刀刀轴内部规律排布的多边形孔洞单元构成，形成连续、均匀的周期性拓扑结构； 2.1通过剪切屈曲临界应力，计算蜂窝几何尺寸： 8 9 其中，为蜂窝结构临界剪切屈曲应力，单位为MPa；为剪切屈曲系数，取为5.35；为蜂窝结构材料本身的弹性模量，单位为MPa；为蜂窝结构材料泊松比；为蜂窝壁厚，单位为mm，取值为1mm-2mm之间；J为蜂窝结构间的连接宽度，单位为mm；为蜂窝结构的宽度，单位为mm； 2.2最终，确定刀轴蜂窝结构蜂窝数量为： 10 其中，为蜂窝结构的数量，单位为个；C为刀轴的宽度，单位为mm。

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