提出了刀盘长寿命设计要以地质条件和隧道设计参数为依据,从预防刀盘的各种失效形式角度进行设计。主要包括正确的刀盘选型及结构设计、适合施工地质的刀具选型和合理的刀具布置、合理的渣土改良及完善的耐磨保护措施。介绍了智能刀盘在刀盘长寿命设计中的保障作用。

根据盾构机刀盘受力特点,利用有限元分析软件对不同工况下改造前与改造后的刀盘等效应力及等效变形进行仿真分析,根据仿真结果,在不同工况下,改造前与改造后刀盘最大等效应力均出现在刀盘支撑与刀盘面板焊接位置,在额定转矩下刀盘改造后等效应力增加了40 MPa,增加率为16%,等效变形增加了1.33 mm,增加率为27.1%;在脱困转矩下等效应力增加了35 MPa,增加率为13%,等效变形增加了1.36 mm,增加率为26.1%;根据仿真结果,刀盘扩径改造后强度及刚度均满足使用要求。

针对硬岩隧道掘进机的刀盘进行有限元仿真研究,建立了刀盘的有限元分析模型,对刀盘受力情况进行分析,进而对其进行静力学分析与模态分析,同时,对刀盘结构的优化提出改进方案。仿真结果表明：刀盘各组成部件的连接处所受应力最大,刀盘面板的边缘部位变形最大,不同振动频率下刀盘的变形位置和大小均不相同等。这对改善刀盘掘进性能和提高刀盘使用寿命提供重要的参考依据。

针对用户需求,设计了一种组合硬质合金T型槽铣刀,一种刀杆可更换不同尺寸的刀盘,可加工各种不同尺寸的T型槽,节约了生产成本,提高了加工效率,而且方便快捷。

通过对当前刀盘的研究,发现其存在生产率较低、切削力不稳定、切削效率不高、精度低等问题,为了改善这些问题,根据均衡切削理论刀盘进行重现设计,并通过Solid Works2012软件建立刀盘的三维模型,对其关键零件进行虚拟装配,验证设计刀盘,而且还可以为后续设备的优化改进提供理论依据。

分析了当前数控刀架领域的发展和应用现状,对比研究了BMT刀盘和VDI刀盘的结构特点。设计了基于BMT接口的数控刀架刀盘,针对BMT刀盘的结构特点,设计了加工工艺和关键工序的加工方案。将设计制造的BMT刀盘应用于某伺服动力刀架,应用实例证明设计可行,制造工艺合理可靠,提升了动力刀架刀盘国产化和产业化能力。

分析了海瑞克$244盾构机刀盘液压控制系统原理，并对以可编程控制器为核心的控制系统做了个体介绍。

目前盾构机作为挖掘隧道、地下通道、地下铁路的主力设备，越来越广泛地应用在国内外城市建设中。然而这个地下巨无霸的能源消耗也是巨大的，所以研究盾构机的驱动系统节能成了设计工程师工作的重要内容。现以6.28米盾构机旋转刀盘闭式液压驱动系统为研究对象，利用AMESim10软件构建该盾构机刀盘闭式液压驱动系统的仿真模型，并通过AMESim和Simulink的联合仿真，计算与分析了系统的节能特性。目前多数盾构机制造企业使用的是开式液压系统，其能量利用效率约是50%~55%，而闭式液压系统的传动效率可以达到65%~70%。这一结果通过所做的仿真得到了验证。

地下管道挖掘机是一种以非开挖的方式完成地下管道挖掘及管线铺设的工程设备，其刀盘采用液压马达驱动。刀盘液压系统的优劣是衡量该设备性能的关键，根据设备的特点分别设计了基于阀控调速、变量泵调速和泵变转速调速技术的三种不同的液压系统作为备选方案，并对这三种系统进行了仿真。仿真结果表明泵变转速调速液压系统的负载波动小、工作效率高，相比于其他两种方案大大减少了流量、压力损失和负载波动，更适合作为刀盘的液压驱动系统。

介绍了所设计实验盾构的刀盘与螺旋机驱动液压系统的工作原理与系统集成，该系统是开式液压系统，应用电液比例控制技术对泵排量进行实时调节，通过二通插装阀技术实现了高压、大流量液压控制系统的集成。PLC控制系统采用开放式现场网络，充分发挥了现场总线的特点。