近年来,随着我国经济的发展,基础设施建设比重加大,地下工程是我国基础设施建设的重要组成部分。岩石掘进机是隧道施工最有效的专用大型工程机械。岩石掘进机具有快速、高效、安全性高、施工质量好等优点。它集机械、电子、液压、激光、控制、信息等多种高新技术为一体,实现了高度机械化和自动化,作为当前最先进的大型地下隧道开挖衬砌成套装备,得到了广泛应用。刀盘刀具是掘进机的重要部件之一,刀具系统直接与岩石接触,切削破碎前方开挖区内的土体和岩石。刀具故障是岩石掘进机失效的主要形式,是制约其破岩效率的主要因素。可见刀具系统在整个施工过程中起着至关重要的作用,因此它们的制造精度和质量直接关系着施工的质量、掘进速度和整台掘进机的使用寿命。本文阅读并总结了大量的关于岩石掘进机破岩机理以及刀盘刀具系统受力情况的资料,在分析了前人的研究成果的基础上,介绍了国内外盾构隧道技术的发展历史、研究现状、岩石掘进机的组成部件、刀具系统的工作原理等；重点分析了刀具系统中关键部件的受力和失效形式以及预防维护措施。论文建立了岩石掘进机刀盘的几何和数学模型,运用有限元法和ANSYS软件对掘进机刀盘的应力、应变和振动特性进行了分析；研究结果发现：随着刀盘承受载荷的增大,应力和应变值也随之增大,刀盘中心区域是应力和应变的集中处；刀盘在正常工作时固有频率远大于刀盘工作中的转速,避免了刀盘出现共振现象。论文在分析总结了前人研究成果的基础上,通过ANSYS模拟了单把盘形滚刀以及相邻两把盘形滚刀相互作用侵入不同类型岩石过程中,岩石的应力状况和岩体破碎区域变化情况。对单把盘形滚刀侵入岩体的研究结果发现：在相同载荷作用下,岩石硬度越大,岩体破碎区域面积越小；破碎区域出现在滚刀的正下方,并向四周扩展；同种类型的岩石,破碎区域的面积随着所受载荷的增大而增大。对相邻两把滚刀破岩过程的研究结果发现：对于不同类型的岩石,在相邻两把滚刀相互作用下发生最大效率破碎时的刀间距不同；开挖区域内岩石硬度越大,相邻两把滚刀刀间距相对较小更有利于岩石的破碎。