盾构机刀具如何选型与配置.pptx

会计学一、盾构机刀具概述
二、盾构机刀具的选型
三、盾构机刀具的结构特点(tèdiǎn)与设计制造
四、刀具的配置使用与发展趋势一、盾构机刀具(dāojù)概述工技术的发展，更是为刀具的应用和发展带来了独特的发展空间，不论在什么地层条件下施工，掘进速度的快慢，施工成本的高低，都直接与刀具的选择是否得当和其性能好坏有着很大的关系和影响。因此，世界各国都非常重视盾构机刀具的研究(yánjiū)和应用，特别是在盾构机施工中对各种岩层的开挖所需的刀具，各国都做了大量的研究(yánjiū)工作，美国、日本、德国等一些工业发达国家从刀具的切削机理、切削理论计算、破岩的方式、模拟试验等方面都进行了长期的深入研究，并在不断的应用中改进和完善，形成了适用于多种地层的盾构机刀具系列和品种规格。
我国对盾构机刀具的开发研究始于二十世纪(shìjì)六十年代，经过几十年的努力和发展，也取得了较大的进步和发展，特别是从上世纪(shìjì)九十年代以来，我国的经济建设进入了一个高速发展的时期，整体隧道工程盾构施工技术水平和刀具制造水平都有了较大的提升。随着国内的地下隧道工程建设大量增加，国内的盾构机施工任务也大量增加，已成为盾构机施工技术的应用大国，对盾构机设备和刀具的需求量也不断增加，从而也促使盾构机刀具的研究和发展取得了长足(chángzú)的进步，目前已研制出多品种、多规格、多功能且能满足于多种地层施工需要的盾构机刀具，有的刀具已达到了国际同类刀具的先进水平，国产刀具正逐步替代进口刀具,迎来一个盾构机刀具大发展的时代。<2>盾构机刀具的分类和切削机理
2.1盾构机刀具的分类
我们知道盾构机刀具（以下简称刀具）是盾构机施工中实施掘进的的关键部件，所有的掘进施工最终都要靠刀具来完成。刀具被安装在刀盘的最前面，掘进过程中随刀盘一起转动来开挖掌子面。所有安装在刀盘上的刀具目前分为(fēnwéi)两大类，一类是在掘进过程中只随刀盘转动进行开挖掌子面的刀具，如切刀、边刮刀、贝壳刀等，这类刀具统称(tǒngchēng)刮削类刀具，简称刮刀；如图示/贝壳(bèiké)刀另一类是在掘进过程中刀具除随刀盘一起进行转动外，其刀具自身还绕刀轴进行自转(zìzhuàn)，如正滚刀、中心滚刀、边滚刀、锥形滚刀等，这类刀具统称为滚切类刀具，简称滚刀：如图示///锥形滚刀(ɡǔndāo)2.2盾构机刀具的切削(qiēxiāo)机理落的的渣土沿刮刀的前刀面向两侧滑落进入清渣槽，这样使刮刀既具有切削的功能也具有装载的功能。因此刮削刀具是一种以切割力和挤压力(yālì)来开挖掌子面的刀具，适用于表土层及软岩泥层（一般小于30MPa）的掘进施工。2.3滚切类刀具的切削机理(jīlǐ)盘形滚刀的切削机理(jīlǐ)小型的盘形滚刀（≤12〞）通常是把刀刃和刀体做成一体，一般(yībān)是多刃的，有的刀刃上还镶嵌硬质合金；大规格的盘形滚刀（一般(yībān)为14〞—19〞）刀体和刀刃通常是分离的，可以拆装以便于刀刃磨损后更换。人们习惯上又常把刀刃称为刀圈，可更换的刀圈可以是钢刀圈，也可以是在钢刀圈上镶嵌硬质合金。这要根据地层选择，镶嵌硬质合金的刀圈（也常称为球齿刀圈）更适合特硬岩层的掘进施工。盘形滚刀的切削原理是当刀盘在纵向油缸的巨大推力作用下，使安装在刀盘上的盘形滚刀压入岩石；同时刀盘在旋转装置的驱动下给滚刀施加滚动力矩带动滚刀绕刀盘中心轴公转，在滚刀公转的同时，由于(yóuyú)掌子面对滚刀的摩察力作用，使滚刀还绕各自的刀轴自转，这样就使得滚刀在岩面上连续滚压。刀盘施加给刀圈的推力和滚动力矩的结果是：推力使滚刀刀圈压入岩体，滚动力矩使滚刀刀圈滚压（剪切）岩体。通过滚刀刀圈对岩体的连续挤压和剪切，使安装(ānzhuāng)在不同刀位的滚刀在岩面上滚切出一系列的同心园槽。（见下图）/滚刀滚压岩石的破碎(pòsuì)效果随着推力的不同而不同。有试验证明岩石的破碎(pòsuì)一般分为三个阶段：即研磨、疲劳破碎(pòsuì)和有效体积破碎(pòsuì)。
研磨：当滚刀受到的推力很小时，刀圈对岩体的挤压力远小于岩体的极限强度，岩体破碎(pòsuì)是在摩擦力作用下引起的表面磨损。破碎(pòsuì)的颗粒小，刀圈磨损严重，对岩体的破碎(pòsuì)速度慢。
疲劳破碎(pòsuì)：当滚刀受到的推力逐渐增大，但刀圈对岩体的挤压力仍小于岩体的极限强度，通过刀圈对岩体的多次碾压下，岩层(yáncéng)沿滚压方向会分布一定的压应力，岩体会沿压力线产生疲劳裂纹，进而发生破碎。
有效体积破碎：当滚刀受到的推力足够大，刀圈对岩体的挤压力大于岩体的极限强度时，刀刃贯入岩层(yáncéng)使岩体产生内应力，迫使岩体产生跳跃式的裂纹直接破碎，破碎块度增大，破碎速度加快，并随刀盘压力的增加而线性增加（但受其它条件的