盾构机刀具磨损与局部问题分析研究.docx

盾构机刀具磨损与局部问题分析研究-1--4-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1.1.刀圈偏磨由于刀具本身具备特别大的启动转矩这时要是遇到比较软的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当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时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盾构机对地质层的切削类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3.1.与地质相匹配的刀具配置为了进一步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.提高刀具使用期限的方法①为了加大转矩尽量使用双面滚刀；②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；③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；④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；⑤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合理使用。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期限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和制造单位以及盾构机的使用单位提供一些帮助从而提高盾构机刀具的使用期限和降低使用成本。