盾构机刀具磨损与局部问题分析研究.docx

1、盾构机刀具磨损与局部问题分析研究盾构机刀具磨损与局部问题分析研究减小盾构掘进刀具磨损，是保证盾构机能够长距离掘进的重要措施。在施工中经常出现的盾构刀具磨损严重、破损、脱落等，导致工程事故的发生，给整个工程的工期、造价带来严重影响，甚至威胁人的生命。本文从分析盾构刀具磨损的相关因素和减小磨损、延长命两方面入手，对盾构刀具的磨损、布局进行了研究。城市化越来越快，大量人口涌入城市，这就造成了城市越来越拥挤，不仅是住房变得拥挤，连交通也变的很拥挤，这样也带来了很多的麻烦，不仅影响人们的正常行走，还会影响经济的发展，影响工作的正常，像北京、上海这样的大城市经常出现堵车问题，为了解决交通拥挤的难题，人们开

2、始打算从地下进行交通。于是，地铁开始在大城市中建立了，地铁的建立和开通使得交通变得非常的方面，要建立地铁首要的任务是进行隧道的开挖，开挖隧道仅靠人力基本上是不可能完成的，这时我们就想到用机械设备进行隧道的开挖，于是，用来开挖隧道的盾构机就设计和制造出来了。现在，国内有很多高校和科研单位都在进行这方面的研究，中铁工程装备集团在盾构机研发和生产方面取得了丰硕的成果。为了更好的设计和制造我国自己的盾构机，就要了解盾构机刀具的磨损原因和机理，并且要提出解决的方法，这样才能设计和制造出质量和性能更好的盾构机。刀具的磨损类型刀具的磨损类型1.1.刀圈偏磨由于刀具本身具有很大的启动转矩，这时要是遇到比较软的

3、地质层的时候，很容易造成只有刀盘在转，而刀具没有在转，这样就不能是刀具产生作用，同时也会造成刀圈因受力不均而造成的磨损。要是没有主要到这一点，也可能造成刀具的磨损，还会将所有的力都集中到其他的刀具上，从而造成所有的刀具都发生破坏，还会造成与整个切削有关的机械部件的损坏。除了以上的情况外，由于操作人员的操作不当，以及盾构机的一些使用参数的不当选取，也可能造成刀圈的损坏，这样就会容易发生比较严重的事故和造成财产的损失。1.2.刀圈断裂和崩角当盾构机在切削比较容易切削的地质层时，刀盘的转矩也不是很高的，但是这时突然进入比较硬的地质层时，阻力突然变大，现有的转矩不能进行该切削，这就会对刀盘造成一定的冲

4、击，就可能使刀圈发生损坏，这样就会容易发生比较严重的事故和造成财产的损失。1.3.刀圈移位同时要防止刀圈产生轴向移动，因为移动的刀盘在切削的过程中更容易受到较大的冲击，更容易造成刀圈的损坏，这就要在刀盘的两侧加上固定挡圈，从而将刀盘固定在转动轴上。但是在实际的工况中，盾构机还是经常会因为轴向移动发刀圈的断裂的，主要的原因是盾构机在出厂的时候没有达到其工况所需要的质量，还有盾构机的工况太恶劣了，还有很多其他的因素影响刀盘挡圈的断裂，这样就会造成刀盘的轴向移动，从而造成刀圈的损坏，进而造成比较严重的事故和造成财产的损失。刀宽及贯入度对切刀磨损的影响刀宽及贯入度对切刀磨损的影响盾构机对地质层的切削类

5、似于车刀对机械零件的切削，都是利用刀具对材料的挤压达到切削的目的的，盾构机的刀具也是分为前刀面和后刀面的，盾构机的前刀面与切削的碎渣想摩擦，盾构机的后刀面与切削过的地质层相摩擦，通过这样的摩擦就会造成刀具的损坏。盾构机的刀具的材料一般都是采用比较硬的合金钢，但是由于长时间的摩擦，也会对刀具造成损坏的，切削的深度和切削的速度都会对刀具的损坏产生不同的影响。要根据不同的地质层和不同的进刀速度以及刀具的大小优化设计刀具和刀盘的形状，并选用适合的材料，这样才能使刀具的寿命延长。提高刀具耐用度的对策提高刀具耐用度的对策3.1.与地质相匹配的刀具配置为了提高刀盘和刀具的寿命和耐用性，我们在选择盾构机的结构

6、时，要因地制宜，对于不同性质的土层或岩石层，我们要选择合适的刀盘、刀具和盾构结构。在实际的工况中，并不像我们想想的这么简单，因为所要开挖的地质层基本上都是多层介质的，这也为刀具、刀盘和盾构结构的选择造成了困难。在遇到这种情况时，我们要综合考虑每种性质的地质层介质对刀具、刀盘和盾构结构的影响比重，避强趋弱，尽量在设计和制造刀具时先注重考虑重要影响因素，这样才能起到保护盾构机构和刀盘、刀具的作用。3.2.提高刀具使用寿命的方法为了加大转矩，尽量使用双面滚刀；尽快的将切削下的土渣清理出去，这样就能减少土渣对刀具前刀面的破损；刀具的形状越大，破损的越严重，这时就要对大型的刀具进行特殊的处理；要采用高质量的焊接对刀盘挡圈进行焊接，这样能够防止刀盘的轴向移动；对盾构机操作人员进行定期的培训，保证在施工中对盾构机正确使用。随着技术的进步和劳动力的短缺，盾构机越来越多的应用到隧道开挖，它的刀具和刀盘等一系列的机械结构部分的使用寿命问题也越来越受重视。本文介绍了盾构机刀具和刀盘的一些常见的失效形式，并研究和分析了一些影响刀具磨损的因素，并提出了提高刀具寿命的一些方法。希望通过本文的介绍能够为盾构机的设计