砂质粘性土地层土体粘性较大,刀盘扭矩排出的土壤很干燥,掘进时很多粘土粘附在刀箱和进料口上,切削下的土壤会造成刀盘和刀具在高温度下腐蚀,可见切削温度越高对刀具的磨损也越大。为了减少磨损,可以加入泡沫,使得排出的土含水量较多,泡沫对刀盘和刀具起到了一定的保护作用。 盾构刀具配置关系到盾构能否顺利掘进,必须根据地质状况认真研究分析。在盾构施工中合理的选取掘进参数(如总推力、刀具贯入度、刀盘转速、扭矩等),较大程度的延长刀具的使用寿命,减少换刀频率,降低施工中频繁换刀的风险,做好对刀具监控、分析、比较、摸索,总结刀具的使用经验,总结反馈经验并用来指导施工。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。湖南大型盾构刀具多少钱一个
盾构刀盘类型及刀具配置: 为了保证滚刀的破岩效果,滚刀轨迹径向间距需要考虑岩石抗压强度,随周边刀具破岩量的增加和保证开挖直径的需要,刀间距也需要逐步减少。由于滚刀的载荷较大,滚刀的布置除考虑刀间距外,还需要充分考虑滚刀径向载荷的合力力求通过刀盘的中心,使主轴承受力状况良好。刀盘的结构设计需要保证一定的强度和刚度。 当岩石抗压强度低于30MPa,滚刀破岩效果不是很好时,可以利用滚刀刀座安装齿刀进行破岩,齿刀轨迹完全与滚刀相同,齿刀刀刃是对称的,因此刀盘正反转时都可以很好破岩。 刀盘直径应考虑刀具磨损后开挖直径大于盾构切口环的直径,保证盾构姿态的调整。边滚刀的允许磨损量为15mm,因此开挖洞径的允许变化量为30mm,而对于边刀不采用滚刀的盾构机,其开挖洞径的允许变化量为20mm。 在曲线半径小的隧道掘进时,为了保证盾构的调向,需要有较大的开挖直径,因此刀盘上配置有扩孔刀或仿形刀,仿形刀的类型有滚刀型或齿刀型,需要根据地质情况确定,同滚刀配置。 为提高刀盘的寿命,刀盘面板及周边含有耐磨条。福建微型盾构刀具制造厂切刀安装在刀盘开口槽的两侧,用来切削未固结的土壤,把切削土刮入土仓中。
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。
目前盾构刀具磨损检测技术分为液压检测、气体检测、掘进参数分析法和电气检测法。液压检测和气体检测只能用于磨损量极限检测:只有当磨损量达到设计值时才能够检测到压力下降,或者是刺激性气体。这两种方法无法准确判断是哪把刀具出现过度磨损,液压法油管数量受盾构中心回转体尺寸影响较大,在土压盾构和泥水盾构中,气体检测法使用效果并不理想。掘进参数分析法和电气检测法可用于连续检测。使用掘进参数分析法对磨损系数和单一掘进参数之间的关系进行了初步分析,但检测结果准确性不高。超声波检测技术是电气检测法中一种主要的方法。超声波检测方法能够实现在线连续检测,可以实现多点检测,是一种普遍使用的无损检测技术。盾构刀具根据具体现状不同,可分为两大类:一类齿刀,另一类是盘型滚刀。
由于盾构刀具的工作条件非常苛刻,因此应分别对盾构刀具的材料和制造工艺进行研究,以提高国产盾构刀具的质量和市场占有率。另外,还应对不同地层情况下刀具的磨损失效机理进行分析,为盾构刀具的选型、选材和制造工艺提供理论指导。 盾构刀具关键技术及发展: 2011 年,国家科技部将“盾构刀具集成制造技术及其产业化技术”列入“十二五”科技支撑计划,近3年来,盾构国产刀具取得了重大技术突破。主要表现在新研制的滚刀刀圈表面硬度≥60 HRC,心部冲击韧性≥15 J/cm2,滚刀轴承装配精度同轴度达到0. 01mm。新开发的硬质合金齿刀、切刀,刀体采用合金工具钢制造,硬度大于 HRC32; 耐磨堆焊采用等离子堆焊与保护气体焊接,表面硬度大于 HRC62; 焊接采用中高频焊机,银钎焊料焊接,破坏性焊接强度检测与超声波无损检测相结合,有效保证了焊接质量。在盾构机刀具的设计与制造过程中,应使刀圈的耐磨性与冲击韧性更好地结合。湖北微型盾构刀具工厂
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。湖南大型盾构刀具多少钱一个
随着城市地铁轨道路网的延伸,盾构不只需穿越常见的软地层,同时还需在部分硬岩地段中通过,因此,在刀具选择上既要考虑在软岩中开挖的需要,也要考虑在硬岩中的要求。 盾构所使用的破岩滚刀与切削刀相比,具有破岩效率高、比能低和刀具磨损量小的特点。安装在刀盘上的盘形滚刀在千斤顶作用下紧压在岩面上,随着刀盘的旋转,一方面绕刀盘中心轴公转,另一方面绕自身轴线自转。滚刀在刀盘推力及转矩作用下,在掌子面上切出一系列同心圆沟槽。当推力超过岩石强度时,盘形滚刀刀尖下的岩石被破碎,刀尖贯入岩石,形成压碎区和放射状裂纹;进一步加压,在滚刀间距满足一定条件时,相邻滚刀间岩石内的裂纹延伸并贯通,较终形成岩石碎片而崩落。湖南大型盾构刀具多少钱一个
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