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常见问题

灵山机械告诉您盾构刀具正确选用和磨损失效的形式

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019/9/9     浏览次数:    

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。其实用寿命的长短不仅与刀具制造质量有关,还与刀具的正确选择和维护有关。因此刀具的选用与维护直接影响到盾构工程施工的安全性、可靠性和经济型,正确的选用和维护,往往能起到事半功倍的效果。

目前使用的刀具一般分为两大类:刮削刀具、滚动刀具、刮削刀具(刮刀、割刀),刮削刀具是指只随刀盘转动而没有自转的破岩刀具。刮削刀具的种类繁多,目前盾构掘进机上常用的刮削刀具类有边刮刀、刮刀、齿刀、先行刀、贝壳刀、鱼尾刀等滚动刀具,滚动刀具是指不仅随刀盘转动,还同时作自转运动的破岩刀具。根据刀刃的形状滚刀可分为:齿形滚刀(钢齿和 球齿)、盘形滚刀(钢刀圈滚刀和球齿刀圈滚刀)。根据安装位置滚刀可分为:正滚刀、中心滚刀、边滚刀、扩孔滚刀。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。根据刀刃外径的大小,又分成13、15、17、19等规格,目前主要是17系列。

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:1)正常磨损,2)刮刀刀刃崩裂:在硬岩掘进中,滚刀磨损大,刮刀直接切割未经滚刀破碎的硬岩;在硬岩中掘进时,转速快,突遇硬岩,冲击造成刀刃崩裂;在硬岩掘进中,进刀深等原因造成刀刃崩裂。3)刮刀刀体断裂:刀体本身的强度和韧性不够,进刀深。4)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。但在施工过程中,由于各种原因的影响,轴承会发生早期损坏,主要损坏形式为剥离:滚道或滚动体表面剥离,呈凹凸状。保持架破坏等。主要是刀具装配不到位或零部件性能、精度不合格造成的。刀体与刀盖之间的浮动密封失效造成刀具漏油,泥沙进入刀体内影响轴承。造成刀具密封失效的原因较多,通常与刀具零部件的自身质量和装配质量,刀具的使用工况和所掘进的岩石条件等因素有关。

刀具是易损件,因此必须进行定期检查,维修保养,使刀盘及刀具保持完好状态。在进行刀盘维修保养时,需认真彻底,损坏的刀具应该及时更换。由于刀具的布置是相互保护的,如果某把刀损坏了没有及时发现并更换,尤其是在硬岩地层或磨砺性大的地层,继续掘进可能造成成片的刀具损坏甚至刀盘损坏而无法掘进。对于均一的软土地层如上海等地一般切削刀具能从头到尾没有较大磨损,均一的硬岩地层如TBM刀具的掘进检查也比较方便易于建立刀具和刀盘的检查制度。而对于广州、成都、深圳的复合地层,往往不具备开仓条件,但恰恰是这类地层,刀具适应性较差,刀具寿命较短或非正常刀具损坏越经常发生。这种情况下应该建立严格、完整的刀具检查、更换制度。如采取刀具磨损检测装置、带压进仓、事先加固等措施保障刀具检查和更换制度的执行。因不重视刀具检查,未能及时更换刀具造成刀盘磨损而停机的事屡见不鲜。

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