刀具是盾构机重要的部件,其直接影响着盾构施工进度。所以必须根据工程地段岩石的不同强度和地质特点以及刀具在不同岩石中表现出的破岩机理来对刀具进行设计和选择。为了适应从软土到硬岩不同地层的开挖,目前设计出多种刀具与之适应。盾构机刀具类型分为两大类:滚刀和切削刀。而切削刀的种类繁多,包括:切刀、齿刀、边刮刀、先行刀、仿形刀、鱼尾刀。其中,滚刀和齿刀的刀座形式相同,根据不同的地质类型,两种刀具可以互换。滚刀用于掘进纯岩地层;伴有大粒径的砾石(粒径大于400mm)并且含量达到一定比例的松散地层;岩石(强度不是太高)与一般土体(松土或砂土)交错频繁出现的复杂地层。采用滚刀破岩时,其破岩原理是:刀盘旋转带动刀具扫过开挖面,此时滚刀挤压周边的岩石,使其表面形成裂纹继而与开挖面脱落,使得岩石成功破碎。滚刀按刀具形状的不同分为:盘形滚刀和齿形滚刀;而根据安装位置不同分为:正滚刀、中心滚刀、边滚刀、扩孔滚刀;按照刀圈的数量分为单刃滚刀、双刃滚刀和三刃滚刀。在风化的砂岩和泥岩等软岩地层时,一般采用双刃滚刀;在较硬岩中采用单刃滚刀。盾构刀盘刀具的布置方法,目的是为了确保刀具结构布置的合理性和实用性。黑龙江刀具哪个好
粗晶颗粒硬质合金盾构刀具: 根据资料统计,硬岩及软硬不均对盾构切刀能产生巨大的破坏作用。切削类刀具更换较为频繁的是在硬岩地层、砂卵石地层及含大量漂石的地层,它使得具的刃口部位承受很大的冲击荷载,同时刀具在与岩石不断地摩擦,不可避免的产生热量,硬质合金处于不断地升降温循环中,合金表面出现热疲劳裂纹,裂纹不断扩展,较终导致刀具损坏。若在软岩中夹杂有坚硬岩石,刀具在切割硬岩的瞬间受到极大的剪切应力,极易出现断齿现象。盾构刀具切刀失效的主要机理为冲击、冲击疲劳以及热疲劳裂纹。因此,对盾构切削类刀具用硬质合金提出的要求就是: 高导热性,低热膨胀系数,以保证较小的热裂纹长大速率,良好的抗疲劳冲击特性。盾构刀具刀圈安装面如出现凸出点,可对其进行打磨修复。天津刀具哪家靠谱盾构刀具在机械加工完成后,出厂时每件都进行耐压测试,较大限度的保证出厂产品的合金焊接性能。
盾构刀盘刀具的布置方法,目的是为了确保刀具结构布置的合理性和实用性。针对本标段工程地质情况,预测盾构在开挖区间,刀具的磨损量以及许用磨损情况下刀具的掘进距离,为保障工程的安全顺利进行设计了刀盘结构。在盾构刀盘选型时,对地质进行了充分的分析和研究,刀盘及刀具配置有一定的富余和能力储备,合理配置了不同刀具,满足了标段现场施工要求。 盾构机刀具更换前要严格遵守相应的程序和流程。虽然项目地质条件较好,基本采用常压开仓方式进行,但基本的流程是必不可少的。首先工程部需要邀请专业的气体检测机构对盾构机仓内危险气体成分进行检测,确保仓内气体在安全范围内,其次设备部人员进入仓内对刀具磨损状况进行检查记录,然后安质部组织刀具更换人员进行换刀前安全培训,较后将安全交底资料交由项目监理审核之后由刀具更换人员具体展开实施。盾构刀具刀体内表面变形应报废。
切刀是盾构机切削开挖面上体的主刀具。切刀用于开挖非岩质或软土地层;粒径小于400mm的砂、卵石、粘土等松散体地层。切刀在切削和剥离土体时,其切削原理是:盾构机向前推进的同时,切刀随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向(沿隧道前进方向)剪切力和径向(刀盘旋转切线方向)切削力,使得切刀的刀刃和刀头插入到地层内部,从而不断将土体切削下来。先行刀是先行切削土地的刀具。先行刀在主要是协同其他刀具进行开挖。先行刀顾名思义是先行,所以它先于切刀切削土体,将土体切割分块,避免切刀先行切削到地层,起到保护作用。先行刀一般位于面板上,切削宽度一般比切刀窄,能够增加土体的流动性,从而降低切削刀的扭矩,提高切削效率。先行刀分为贝壳刀和撕裂刀。盾构刀具在掘进过程中,合理选择掘进方法对盾构刀具使用情况有非常重要的影响。
盾构刀具堆焊工艺: 从盾构机刀具磨损情况来看 ,由于刀具本体基本完好 ,大部分刀具磨损在容许范围内 ,剩余刀刃高度能够满足右线掘进任务 ,没有必要更换整个刀盘或者是全部刀具 ,只需要对磨损的刀盘本体和刀具进行焊接修复和更换 ,即可保证盾构机正常进行下阶段的掘进施工。盾构刀具堆焊修复的原则是保证修复后的刀具本体性能不低于原设计制造的水平 ,保证更换的刀具与出厂配备的刀具性能相匹配。为此 ,在深入分析和研究之后 ,决定采用堆焊修补具体盾构刀具堆焊工艺。 盾构刀具堆焊工艺在盾构刀具外缘加焊高的强度的耐磨钢板 ,提高了刀具的使用寿命 ,节省了工程投资。需要指出的是 ,需要采取合理的盾构刀具堆焊工艺和保证良好的焊接质量。先行刀主要有三种方式:贝壳刀、撕裂刀、齿刀。盾构的掘进刀具一般可分为滚刀、切刀、周边刮刀。深圳刀具安装
加强盾构机刀具管理对有效地利用刀具以及对刀盘进行有效的保护、对降低刀具的使用成本有重要意义。黑龙江刀具哪个好
盾构刀具失效的方式主要分为以下几个方面:刮刀(齿刀)的失效:正常磨损刮刀刀刃崩裂:在硬岩掘进中,滚刀磨损太大, 刮刀直接切割未经滚刀破碎的硬岩;在硬岩中掘 进时,转速太快,突遇硬岩,冲击造成刀刃崩 裂;在硬岩掘进中,进刀太深等原因造成刀刃崩 裂。 刮刀刀体断裂:刀体本身的强度和韧性不够;进 刀太深。 刮刀掉齿:合金刀齿的焊接工艺不过关;刮刀突 遇硬岩。 滚刀的失效形式主要是刀圈磨损,也有轴承、 密封早期失效、刀圈断裂现象。 刀圈的正常磨损 非均匀磨损(偏磨和弦磨) 滚刀刀圈周边各部位的磨损程度不一致,有单边 偏磨和多边偏磨。单边偏磨一般是滚刀不转造成 的,多边偏磨则是滚刀时转时不转造成的,造成 滚刀不能连续转动的原因除刀具制造方面外,主 要和地层及刀具配置、盾构操作有关。 刀圈崩块、断裂 滚刀刀圈在掘进过程中刃口位置崩块、开裂甚至 从刀体脱落。这和刀圈制造技术、地层条件和应 用都有关系,要区分分析。 轴承或密封损坏: 轴承是刀具上的一种重要组件,对刀具掘进运转 的可靠性和刀具的消耗具有特别重要的影响。 正常使用状态下,大部分刀具轴承的寿命可达到 900小时左右。黑龙江刀具哪个好