盾構(gòu)機(jī)刀具磨損的分析課件

盾構(gòu)機(jī)刀具磨損的分析城市軌道交通工程分公司劉高峰1概述土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的刀盤根據(jù)地質(zhì)條件的不同一般分軟土和硬巖兩種刀盤布置形式,軟土區(qū)刀盤的布置形式是以齒刀為主輔以邊緣滾刀和刮刀,硬巖刀盤的布置形式是以滾刀為主輔以刮刀。刀具是盾構(gòu)機(jī)的一個非常重要的組成部分,對刀具地合理選擇、使用、維護(hù)和更換,直接決定盾構(gòu)掘進(jìn)工程的質(zhì)量、進(jìn)度和工程成本。所以對盾構(gòu)機(jī)刀具磨損情況地分析尤為必要。2刀具的結(jié)構(gòu)和切削機(jī)貍2.1刮刀刮刀用來切削各種砂土、粘土等較松散的地層及全風(fēng)化巖層等其它未固結(jié)的土體,刮刀上裝有碳化鎢刀刃,目的是為了更好的防止掘進(jìn)過程中產(chǎn)生的磨損。2.2齒刀用來先行松散各種砂礫層、粘土層及全風(fēng)化層,使其固結(jié)性能變差,然后由刮刀將其刮掉2.3濂刀滾刀在推力的作用下貫入巖層,同時在開挖面巖石阻力的作用下隨刀盤做同心圓滾動,巖石被擠壓,形成擠壓切槽,并在小半徑范圖內(nèi)將擠壓裂紋延伸到周圍的巖石,最終在刀盤推力作用下擠壓切槽兩邊的巖石呈片狀破碎。滾刀于對各種強(qiáng)、中、微風(fēng)化巖進(jìn)行擠壓破碎,滾裝在刀盤的刀座上,這些刀座也可以安裝焊接在特殊支架上的齒刀。滾刀設(shè)計(jì)最大破巖能力為80Mpa,廣州地鐵三號線客大區(qū)間巖石的最大單軸抗壓強(qiáng)度為62.3Mpa。2.4邊緣刮刀用來校準(zhǔn)盾構(gòu)的開挖直徑。25超挖刀用于盾構(gòu)曲線施工肘的超挖及盾構(gòu)姿態(tài)的調(diào)整,由液壓油缸操縱伸縮,其行程為0~100mm(各級分別為6260/6280/6300/6320/6340/6360)。3不同地質(zhì)條件刀具的選擇1刀盤布局盾構(gòu)機(jī)刀盤分為三個區(qū)域:中心區(qū)、正面區(qū)和邊緣正面區(qū)刮刀邊緣刮刀黑影雙刃齒刀明H雙刃滾刀s單刃齒刀超挖刀3.1.1中心區(qū)區(qū)是刀盤布局的關(guān)鍵,既要考慮對砂土、粘土和較為破碎巖層的開挖和出土的適應(yīng)性,又要兼顧到整個區(qū)間圖巖的強(qiáng)度,因此該區(qū)采用齒刀和滾刀可以互換的方案,刀座設(shè)計(jì)成既可以安裝齒刀,又可以安裝滾刀,而且設(shè)計(jì)成背裝式,即可以在刀盤后面對刀具進(jìn)行更換區(qū)布置有6把雙刃滾刀(或6把雙刃齒刀),硬巖用滾刀,軟土用齒刀。6把雙刃滾刀的刀間距為180mm.。3.1.2正面區(qū)該區(qū)采用刮刃與雙刃滾刃(或單刃齒刀)組合的布局方式,共設(shè)64把刮刀和8把雙刃滾刀(或單刃齒刀),刮刀在刀盤的四個方向分兩列布置,其寬度使得每把刀的切釗軌跡有所重疊,可使開挖土體清除干凈。滾刀安裝高度超刮刀高度35mm,雙刃滾刀和單刃齒刀可以互換,硬巖用滾刀軟土用齒刀3.1.3邊緣區(qū)該區(qū)設(shè)置了5把雙刃滾刀、8把邊緣刮刀和1把超挖刀雙刃滾刀用于對該區(qū)圍巖的破壞,邊緣刮刀用來校準(zhǔn)洞徑的尺寸,超挖刀則是用于盾構(gòu)曲線施工和盾構(gòu)姿態(tài)調(diào)整。在開挖肘,刀盤邊緣的線速度較高,磨損快,故而配置了8把邊緣刮刀、5把雙刃滾刀,且滾刀也因?yàn)榈侗P在旋轉(zhuǎn)肘相對于中心區(qū)和正面區(qū)而言,滾動范圍大,因而刀具布置較密,刀間距較中心區(qū)刀間距小,刀間距為100mm。該5把滾刀一般不因地質(zhì)情況的變化而更換,硬巖和軟土都采用3.2軟土區(qū)刀具布置刮刀64把、雙刃齒刀6把、單刃齒刀8把、雙刃滾刀5把邊緣刮刀8把和超挖刀1把4雙刃讓刀刀具的磨損及原因4.1正常磨損刀具的正常磨損是指刀圈的磨損量超過了規(guī)定值,磨損量可用專用的量具進(jìn)行測量。4.2刀偏磨如果滾刀在掘進(jìn)工作面不轉(zhuǎn)動,由于刀圖和掘進(jìn)工作面的相對運(yùn)動就會形成刀的偏磨。由于中心區(qū)滾刀線速度較小受載荷較大,中心區(qū)滾刀容易出現(xiàn)此現(xiàn)象。4.3