长期以来,盾构机刀具因材质特殊、制造工艺复杂,目前世界上只有少数几家企业能够制造。盾构机刀具属于易损件,需经常更换,国外进口刀具价格昂贵,且制作周期较长。国内盾构机刀具发展较晚,无论是刀具材料还是刀具设计都与国外有一定的差距,因此这也制约了我国盾构机产业的发展。 在施工前,需要对工程地质结构进行系统、全方面的勘察,并确定施工的重难点,掌握特殊地质结构对盾构刀具的影响,挖掘到特殊地质结构时,立即停机,更换刀具。 盾构刀具气密性的检查:滚刀的气密性是检验密封效果的指标。气密性不好,会导致滚刀润滑油泄漏,较终导致刀具轴承损坏。刀具维修(无论刀具采用解体或不解体维修)装配完成后,对总成内部加压气体0.3MPa,保持此压力10min,通过观察气压表指针对数据来检测刀具的密封性能,较后对刀具加(或更换)齿轮油。盾构刀滚刀圈具有良好的抗退火性和材料的热稳定性。盾构的掘进刀具一般可分为滚刀、切刀、周边刮刀。江苏微型盾构刀具咨询
盾构刀具的刀具种类和切削原理: 先行刀(超前刀) 先行刀是先行切削土体的刀具,超前切刀布置。先行刀在设计中主要考虑与其它刀具组合协同工作。先行刀在切刀切削土体之前先行切削土体,将土体切割分块,为切刀创造良好的切削条件。先行刀的切削宽度一般比切刀窄,切削效率较高。采用先行刀,可明显增加切削土体的流动性,较大降低切刀的扭矩,提高切刀的切削效率,减少切刀的磨耗。在松散体地层,尤其是砂卵石地层先行刀的使用效果十分明显。 贝型刀 贝型刀实质上是超前刀,盾构机穿越砂卵石地层,特别是大粒径砂卵石地层时,若采用滚刀型刀具,因土体屑松散体,在滚刀掘进挤压下会产生较大变形,较大降低滚刀的切削效果,有时甚至丧失切削破碎能力。将其布置在刀盘盘圈前端面,专门于切削砂卵石。江苏微型盾构刀具咨询盾构掘进机滚刀主要是盘形滚刀,盘形滚刀又有 单刃、双刃和多刃。
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。
盾构机在城市地铁、铁路公路交通、能源输送、地下通道等重大工程中的应用日益普遍,具有开挖速度快、施工质量高、劳动强度低、经济、环保等优点。作为盾构机关键部件之一的盾构刀具相当于盾构机的牙齿,是实现盾构机掘进功能的主要部件。国内盾构刀具产业经过近二十年的发展,在刀具材料、刀具集成制造等方面获得重要的技术突破,目前基本实现了盾构刀具的国产化,并形成了一定产业化规模,可满足市场上各种进口及国产盾构机的刀具需求。从盾构刀具的应用、设计开发、产业发展等方面对我国盾构刀具产业现状进行了评述,并指出未来五年中国基础设施建设仍处于高速发展阶段,盾构市场前景广阔,要做大做强盾构刀具产业,必须加强自主创新、突破关键技术,实现智能化制造。盾构刀盘刀具样机整体性能优良,工作可靠。
盾构刀具的国产化: 在生产工艺上,我们采用整体锻压,整体热处理的优化加工工艺,使产品具有更高的可靠性和良好的切割性能。同时,为提高刀具的耐磨性能,在刀具合金周围及刀具在正常使用过程中极易磨损的部位加焊高的强度合金耐磨堆焊层。另外,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。 盾构机刀盘刀具样机具有宽泛的地质适应能力,具有足够的强度、刚度和稳定性,能很好地协调稳定开挖面与排碴效率两者之间的关系;采用国产耐磨材料及热处理工艺研制的盾构刀具,对土体具有良好的切削性能,可适应不同地层的变化,耐磨性及强韧性良好。盾构刀盘刀具样机整体性能优良,工作可靠。在刀具合金周围及刀具在使用过程中极易磨损的部位加焊合金耐磨堆焊层。盾构机刀具是盾构机破岩掘进的关键部件,在掘进中容易损坏、要经常更换。河北大型盾构刀具生产厂家
近3年来,盾构国产刀具取得了重大技术突破。江苏微型盾构刀具咨询
盾构机作为城市地下轨道建设不可或缺的装备,正朝着更全方面、更智能化方向发展。针对不同地质条件,对盾构机刀具选用进行研究分析,使盾构机刀盘具有更强的适应性和经济性,也为今后盾构机的研发设计及盾构隧道施工提供参考依据。 每一个城市都有其特定地质条件,城市地下空间开发与地质及水文条件密不可分。隧道施工会针对地质条件选择具有针对性的盾构机,以确保施工安全性与经济性。刀盘刀具作为盾构机上的关键部件,其设计选型要求会更高、更严谨。因此需要结合已有的设计及国内施工经验,在不同地质条件下刀具选用情况。江苏微型盾构刀具咨询