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目前盾構(gòu)機(jī)刀具按切削原理劃分,一般公認(rèn)有滾刀和切削刀兩種類型(根據(jù)隧道圍巖性質(zhì)不同、切削目的不同,這兩類刀具還可進(jìn)一步細(xì)分)。滾刀的切削原理主要是刀具依靠擠壓破巖,一般用于巖石隧道的掘進(jìn)。當(dāng)雖然穿越松散地層但有大粒徑的礫石(粒徑大于400mm)、并且含量達(dá)到一定比例時(shí),也可采用滾刀型刀具。另在隧道地質(zhì)條件復(fù)雜多變、巖石(強(qiáng)度不算太高)與一般土體(或粘土或砂土)交錯頻繁出現(xiàn)的情況,也有可能采用滾刀型刀具,即在復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)中采用。 切削刀的切削原理則主要是盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)的同時(shí),刀具隨刀盤旋轉(zhuǎn)對開挖面土體產(chǎn)生軸向(沿隧道前進(jìn)方向)剪切力和徑向(刀盤旋轉(zhuǎn)切線方向)切削力,不斷將開挖面前方土體切削下來。切削刀一般適用于粒徑小于400mm的砂卵石、砂土、粘土等松散體地層。盾構(gòu)機(jī)刀具屬于易損件,需經(jīng)常更換,國外進(jìn)口刀具價(jià)格昂貴,且制作周期較長。廣西大型盾構(gòu)刀具價(jià)錢
由于盾構(gòu)刀具的工作條件非??量?,因此應(yīng)分別對盾構(gòu)刀具的材料和制造工藝進(jìn)行研究,以提高國產(chǎn)盾構(gòu)刀具的質(zhì)量和市場占有率。另外,還應(yīng)對不同地層情況下刀具的磨損失效機(jī)理進(jìn)行分析,為盾構(gòu)刀具的選型、選材和制造工藝提供理論指導(dǎo)。 盾構(gòu)刀具關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展: 2011 年,國家科技部將“盾構(gòu)刀具集成制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化技術(shù)”列入“十二五”科技支撐計(jì)劃,近3年來,盾構(gòu)國產(chǎn)刀具取得了重大技術(shù)突破。主要表現(xiàn)在新研制的滾刀刀圈表面硬度≥60 HRC,心部沖擊韌性≥15 J/cm2,滾刀軸承裝配精度同軸度達(dá)到0. 01mm。新開發(fā)的硬質(zhì)合金齒刀、切刀,刀體采用合金工具鋼制造,硬度大于 HRC32; 耐磨堆焊采用等離子堆焊與保護(hù)氣體焊接,表面硬度大于 HRC62; 焊接采用中高頻焊機(jī),銀釬焊料焊接,破壞性焊接強(qiáng)度檢測與超聲波無損檢測相結(jié)合,有效保證了焊接質(zhì)量。北京刀具哪家便宜刀具的氣密性是盾構(gòu)刀具檢測的重中之重,如果氣密性不足,就會引發(fā)滲油和漏油的問題,甚至?xí)p壞軸承。
刀具配置的差異性,在復(fù)合地層施工中,刀具配置的差異性主要表現(xiàn)在滾刀和先行刀的配置數(shù)量和刀具的高度、組合高度差等方面。例如,刀盤滾刀和固定先行刀高出面175mm和140mm,刀盤滾刀和固定先行刀高出面板90mm和70mm。兩種刀具的高差為35mm和20mm,前者的設(shè)計(jì)較好,具體表現(xiàn)為刀具高對防止泥餅的形成有利,高度差大有利于破巖。滾刀的刀間距過大和過小都不利于破巖,間距過大,滾刀間會出現(xiàn)“巖脊”現(xiàn)象,間距過小,滾刀間會出現(xiàn)小碎塊現(xiàn)象,降低破巖功效。在復(fù)合地層中周邊滾刀的間距一般小于90mm正面滾刀的間距為100~120mm(參照國內(nèi)外施工實(shí)例,巖石強(qiáng)度高時(shí),滾刀的間距應(yīng)控制在70~90mm的范圍內(nèi)比較合理)。
盾構(gòu)刀盤的主要功能:開挖功能:對掌子面的地層進(jìn)行開挖,開挖后的渣土順利通過渣槽,進(jìn)入土艙;穩(wěn)定功能:支撐掌子面,具有穩(wěn)定掌子面的功能;攪拌功能:對土艙內(nèi)的渣土進(jìn)行攪拌,使渣土具有一定的塑性,能通過螺旋輸送機(jī)來調(diào)整控制土艙內(nèi)的壓力。盾構(gòu)滾刀的工作原理:安裝在刀盤上的盤形滾刀在盾構(gòu)千斤頂?shù)淖饔孟戮o壓在巖面上,隨著刀盤的旋轉(zhuǎn),盤形滾刀一方面繞刀盤中心軸公轉(zhuǎn),同時(shí)繞自身軸線自轉(zhuǎn)。盤形滾刀在刀盤的推力、扭矩作用下,在掌子面上切出一系列的同心圓。當(dāng)推力超過巖石的強(qiáng)度時(shí),盤形滾刀刀尖下的巖石直接破碎,刀尖貫入巖石,掌子面上巖石被盤形滾刀擠壓碎裂而形成多道同心圓溝槽。隨著溝槽深度的增加,巖體表面裂紋加深擴(kuò)大,當(dāng)?shù)毒邏毫Τ^巖石的剪切和拉伸強(qiáng)度時(shí),相鄰?fù)膱A溝槽間的巖石成片崩落,完成盤形滾刀的破巖過程。盾構(gòu)機(jī)刀盤扭矩系數(shù)是盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)。
盾構(gòu)機(jī)一般設(shè)計(jì)兩把仿形刀(一把備用),布置在輻條的兩端。施工時(shí),可以根據(jù)超挖多少和超挖范圍的要求,從輻條兩端徑向伸出和縮回仿形刀,達(dá)到仿形切削的 目的。仿形刀伸出值一般在80~130mm之間。盾構(gòu)機(jī)在曲線段推進(jìn)、轉(zhuǎn)彎或糾偏時(shí),通過仿形超挖切削土體創(chuàng)造所需空間,保證盾構(gòu)機(jī)在超挖少、對周邊 土體干擾小的條件下,實(shí)現(xiàn)曲線推進(jìn)和順利轉(zhuǎn)彎及糾偏。隨著城市軌道路網(wǎng)的延伸及建設(shè)力度的加大,盾構(gòu)區(qū)間需穿越常見的軟弱地層,同時(shí)還需在部分硬巖地段中通過。因此在刀具選 擇上既要考慮在軟巖中開挖的需要,也要考慮在硬巖中的要求。一般認(rèn)為刮刀適用于土層及部分軟巖,盤形滾刀適用于硬巖,其中單刃滾刀能用在強(qiáng)度很高的巖石 中,國外曾有在抗壓強(qiáng)度超過200 MPa巖石中應(yīng)用的工程記錄。刀具的選用與維護(hù)直接影響到盾構(gòu)工程施工的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)型。北京刀具哪家強(qiáng)
盾構(gòu)刀具的磨損檢測技術(shù)現(xiàn)狀: 開艙檢查。這是較常用、較直接、較可靠的方法。廣西大型盾構(gòu)刀具價(jià)錢
粗晶顆粒硬質(zhì)合金盾構(gòu)刀具: 根據(jù)資料統(tǒng)計(jì),硬巖及軟硬不均對盾構(gòu)切刀能產(chǎn)生巨大的破壞作用。切削類刀具更換較為頻繁的是在硬巖地層、砂卵石地層及含大量漂石的地層,它使得具的刃口部位承受很大的沖擊荷載,同時(shí)刀具在與巖石不斷地摩擦,不可避免的產(chǎn)生熱量,硬質(zhì)合金處于不斷地升降溫循環(huán)中,合金表面出現(xiàn)熱疲勞裂紋,裂紋不斷擴(kuò)展,較終導(dǎo)致刀具損壞。若在軟巖中夾雜有堅(jiān)硬巖石,刀具在切割硬巖的瞬間受到極大的剪切應(yīng)力,極易出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象。盾構(gòu)刀具切刀失效的主要機(jī)理為沖擊、沖擊疲勞以及熱疲勞裂紋。因此,對盾構(gòu)切削類刀具用硬質(zhì)合金提出的要求就是: 高導(dǎo)熱性,低熱膨脹系數(shù),以保證較小的熱裂紋長大速率,良好的抗疲勞沖擊特性。盾構(gòu)刀具刀圈安裝面如出現(xiàn)凸出點(diǎn),可對其進(jìn)行打磨修復(fù)。廣西大型盾構(gòu)刀具價(jià)錢