國內(nèi)盾構刀具技術的發(fā)展主要分為初始階段、引進消化吸收階段和自主創(chuàng)新階段。 1) 初始階段。以滾刀研發(fā)為主，其主要特點是直徑小，一般在 400 mm 以下; 承載能力低，在10 t 左右;全部安裝在國產(chǎn)盾構上; 刀圈材料差異很大; 刀具非正常損壞較多，大于50% 。 2) 引進消化吸收階段。主要特點是國外施工公司使用國外盾構和刀具在我國施工或國內(nèi)企業(yè)引進國外盾構及刀具施工。國內(nèi)施工單位、科研院所和刀具制造企業(yè)聯(lián)合對進口刀具進行攻關。 3) 自主創(chuàng)新階段。主要特點是國產(chǎn)或與國外聯(lián)合制造的盾構大量涌現(xiàn); 盾構施工企業(yè)增加，遇到的刀具技術問題增多; 刀具研發(fā)單位迅速增加; 國家863 計劃、火炬計劃、創(chuàng)新基金等大力支持; 刀具制造與應用技術明顯提高，刀具品種增加。周邊刮刀的切削面上設有一排連續(xù)的碳鎢合金齒和一個雙排碳鎢合金柱齒，用于增加刀具的耐磨性。天津大型盾構刀具制造商
粗晶顆粒硬質(zhì)合金盾構刀具： 根據(jù)資料統(tǒng)計，硬巖及軟硬不均對盾構切刀能產(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，裂紋不斷擴展，較終導致刀具損壞。若在軟巖中夾雜有堅硬巖石，刀具在切割硬巖的瞬間受到極大的剪切應力，極易出現(xiàn)斷齒現(xiàn)象。盾構刀具切刀失效的主要機理為沖擊、沖擊疲勞以及熱疲勞裂紋。因此，對盾構切削類刀具用硬質(zhì)合金提出的要求就是: 高導熱性，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。江門盾構刀具都有哪些盾構刀具在具體應用過程中，齒刀主要應用在土質(zhì)結構強度在20MPa以下的土層開挖施工中。
盾構刀具失效分析： 盾構掘進時，刀具受到地層中砂礫、卵石的摩擦和沖擊，因此發(fā)生磨損甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，圖 5 為部分盾構刀具磨損后的照片。目前關于盾構刀具失效原因的研究較少，趙學彬等研究了北京地鐵某線盾構在砂卵石地層（地層中石英砂含量高達 45%以上，并有大量不同粒徑的卵石）施工中刀具的磨損問題，發(fā)現(xiàn)石英砂會使刀具磨損速度加快，不同粒徑的卵石會對盾構刀具施加較大的沖擊力；對于盾構刀具的刃口部位鑲嵌的硬質(zhì)合金刀片來說，由于硬度很高，相應的韌性較差，沖擊斷裂是其主要的失效形式；除了刃口部位承受沖擊之外，刀具迎土面還有犁溝式磨粒磨損和碾壓磨損等。
盾構刀具的刀具更換： （1）當盾構施工的地質(zhì)情況要求更換刀具，或刀具磨損嚴重達到一定的程度時則需要更換刀具。 （2）更換刀具時必須在相對比較安全的地質(zhì)情況下進行，以確保開挖面穩(wěn)定不會坍塌而發(fā)生危險。開挖面的穩(wěn)定情況應由土木工程師根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況來決定。 （3）更換刀具前應根據(jù)刀具的實際需要更換情況提前準備需要更換的所有刀具，盡量減少由于更換刀具而停機的時間。 （4）由于刀具比較重，所有用于吊裝刀具的吊具和工具都必須經(jīng)過嚴格的檢驗，以確保人員和設備安全。 （5）為了更換刀具刀盤必須通過控制板旋轉(zhuǎn)幾次到合適的位置。 （6）所有刀具都可以通過松螺絲的方法來卸裝。刀具更換后應重新擰緊螺絲以達到要求的緊固扭矩。 （7）刀具的吊裝和定位必須使用吊裝工具。尤其是在更換滾刀時要使用抓緊鉗和吊裝工具。刮刀和切刀不需特殊的工具。 （8）刀具更換完畢后要認真檢查更換刀具時所用到的工具，以防工具遺忘在開挖倉中可能對泥漿泵產(chǎn)生破壞。盾構刀具如果嚴重偏磨使刀體外表面部位嚴重損壞時刀體應報廢。
長期以來，盾構機刀具因材質(zhì)特殊、制造工藝復雜，目前世界上只有少數(shù)幾家企業(yè)能夠制造。盾構機刀具屬于易損件，需經(jīng)常更換，國外進口刀具價格昂貴，且制作周期較長。國內(nèi)盾構機刀具發(fā)展較晚，無論是刀具材料還是刀具設計都與國外有一定的差距，因此這也制約了我國盾構機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 在施工前，需要對工程地質(zhì)結構進行系統(tǒng)、全方面的勘察，并確定施工的重難點，掌握特殊地質(zhì)結構對盾構刀具的影響，挖掘到特殊地質(zhì)結構時，立即停機，更換刀具。 盾構刀具氣密性的檢查：滾刀的氣密性是檢驗密封效果的指標。氣密性不好，會導致滾刀潤滑油泄漏，較終導致刀具軸承損壞。刀具維修（無論刀具采用解體或不解體維修）裝配完成后，對總成內(nèi)部加壓氣體0.3MPa，保持此壓力10min，通過觀察氣壓表指針對數(shù)據(jù)來檢測刀具的密封性能，較后對刀具加（或更換）齒輪油。國內(nèi)盾構機刀具發(fā)展較晚。廣東刀具廠商
選用優(yōu)良的合金材料，使盾構滾刀刀圈具有較高的硬度和耐磨性，從而有效地提高刀具的使用壽命。天津大型盾構刀具制造商
盾構刀具結構： 1) 梯度結構刀圈。刀圈硬度呈梯度分布，刃口硬度高，芯部韌性好，刀圈具備良好的耐磨性能和耐沖擊性能，適合全斷面硬巖、上軟下硬復合巖層和高磨蝕性巖層的掘進。 2) 新型刀轂結構。刀轂蓋住端蓋，渣土首先沖擊或磨損刀轂，有效保護端蓋，避免因端蓋變形造成密封過早失效; 這種創(chuàng)新型設計，使外部入侵的泥沙路徑增加，阻力增加，泥沙對浮動密封的沖擊較大降低，從而能夠提高浮動密封的可靠程度。 3) 內(nèi)腔帶壓滾刀。設計有單向閥，以保證滾刀內(nèi)部帶一定壓力( 初裝壓力 250 kPa) ，能防止泥漿滲入內(nèi)腔損毀軸承和密封，使內(nèi)部潤滑更加充分，能有效防止?jié)L刀偏磨。 4) 滾刀內(nèi)外壓力平衡裝置。滾刀內(nèi)外壓力平衡裝置是通過刀軸內(nèi)孔將外部壓力引入滾刀內(nèi)腔，使外部壓力與內(nèi)腔壓力平衡。目前主要應用于泥水盾構。天津大型盾構刀具制造商
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