盾構機刀具磨損與局部問題分析研究

1、盾構機刀具磨損與局部問題分析研究減小盾構掘進刀具磨損，是保證盾構機能夠長距離掘進的重要措施。在施工中經(jīng)常出現(xiàn)的盾構刀具磨損嚴重、破損、脫落等，導致工程事故的發(fā)生，給整個工程的工期、造價帶來嚴重影響，甚至威脅人的生命。本文從分析盾構刀具磨損的相關因素和減小磨損、延長命兩方面入手，對盾構刀具的磨損、布局進行了研究。城市化越來越快，大量人口涌入城市，這就造成了城市越來越擁擠，不僅是住房變得擁擠，連交通也變的很擁擠，這樣也帶來了很多的麻煩，不僅影響人們的正常行走，還會影響經(jīng)濟的發(fā)展，影響工作的正常，像北京、上海這樣的大城市經(jīng)常出現(xiàn)堵車問題，為了解決交通擁擠的難題，人們開始打算從地下進行交通。于是，地鐵

2、開始在大城市中建立了，地鐵的建立和開通使得交通變得非常的方面，要建立地鐵首要的任務是進行隧道的開挖，開挖隧道僅靠人力基本上是不可能完成的，這時我們就想到用機械設備進行隧道的開挖，于是，用來開挖隧道的盾構機就設計和制造出來了?，F(xiàn)在，國內有很多高校和科研單位都在進行這方面的研究，中鐵工程裝備集團在盾構機研發(fā)和生產(chǎn)方面取得了豐碩的成果。為了更好的設計和制造我國自己的盾構機，就要了解盾構機刀具的磨損原因和機理，并且要提出解決的方法，這樣才能設計和制造出質量和性能更好的盾構機。刀具的磨損類型1.1.刀圈偏磨由于刀具本身具有很大的啟動轉矩，這時要是遇到比較軟的地質層的時候，很容易造成只有刀盤在轉，而刀具沒

3、有在轉，這樣就不能是刀具產(chǎn)生作用，同時也會造成刀圈因受力不均而造成的磨損。要是沒有主要到這一點，也可能造成刀具的磨損，還會將所有的力都集中到其他的刀具上，從而造成所有的刀具都發(fā)生破壞，還會造成與整個切削有關的機械部件的損壞。除了以上的情況外，由于操作人員的操作不當，以及盾構機的一些使用參數(shù)的不當選取，也可能造成刀圈的損壞，這樣就會容易發(fā)生比較嚴重的事故和造成財產(chǎn)的損失。1.2.刀圈斷裂和崩角當盾構機在切削比較容易切削的地質層時，刀盤的轉矩也不是很高的，但是這時突然進入比較硬的地質層時，阻力突然變大，現(xiàn)有的轉矩不能進行該切削，這就會對刀盤造成一定的沖擊，就可能使刀圈發(fā)生損壞，這樣就會容易發(fā)生比較

4、嚴重的事故和造成財產(chǎn)的損失。1.3.刀圈移位同時要防止刀圈產(chǎn)生軸向移動，因為移動的刀盤在切削的過程中更容易受到較大的沖擊，更容易造成刀圈的損壞，這就要在刀盤的兩側加上固定擋圈，從而將刀盤固定在轉動軸上。但是在實際的工況中，盾構機還是經(jīng)常會因為軸向移動發(fā)刀圈的斷裂的，主要的原因是盾構機在出廠的時候沒有達到其工況所需要的質量，還有盾構機的工況太惡劣了，還有很多其他的因素影響刀盤擋圈的斷裂，這樣就會造成刀盤的軸向移動，從而造成刀圈的損壞，進而造成比較嚴重的事故和造成財產(chǎn)的損失。刀寬及貫入度對切刀磨損的影響盾構機對地質層的切削類似于車刀對機械零件的切削，都是利用刀具對材料的擠壓達到切削的目的的，盾構機

5、的刀具也是分為前刀面和后刀面的，盾構機的前刀面與切削的碎渣想摩擦，盾構機的后刀面與切削過的地質層相摩擦，通過這樣的摩擦就會造成刀具的損壞。盾構機的刀具的材料一般都是采用比較硬的合金鋼，但是由于長時間的摩擦，也會對刀具造成損壞的，切削的深度和切削的速度都會對刀具的損壞產(chǎn)生不同的影響。要根據(jù)不同的地質層和不同的進刀速度以及刀具的大小優(yōu)化設計刀具和刀盤的形狀，并選用適合的材料，這樣才能使刀具的壽命延長。提高刀具耐用度的對策3.1.與地質相匹配的刀具配置為了提高刀盤和刀具的壽命和耐用性，我們在選擇盾構機的結構時，要因地制宜，對于不同性質的土層或巖石層，我們要選擇合適的刀盤、刀具和盾構結構。在實際的工況

6、中，并不像我們想想的這么簡單，因為所要開挖的地質層基本上都是多層介質的，這也為刀具、刀盤和盾構結構的選擇造成了困難。在遇到這種情況時，我們要綜合考慮每種性質的地質層介質對刀具、刀盤和盾構結構的影響比重，避強趨弱，盡量在設計和制造刀具時先注重考慮重要影響因素，這樣才能起到保護盾構機構和刀盤、刀具的作用。3.2.提高刀具使用壽命的方法為了加大轉矩，盡量使用雙面滾刀；盡快的將切削下的土渣清理出去，這樣就能減少土渣對刀具前刀面的破損；刀具的形狀越大，破損的越嚴重，這時就要對大型的刀具進行特殊的處理；要采用高質量的焊接對刀盤擋圈進行焊接，這樣能夠防止刀盤的軸向移動；對盾構機操作人員進行定期的培訓，保證在施工中對盾構機正確使用。隨著技術的進步和勞動力的短缺，盾構機越來越多的應用到隧道開挖，它的刀具和刀盤等一系列的機械結構部分的使用壽命問題也越來越受重視。本文介紹了盾構機刀具和刀盤的一些常見的失效形