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钻具厂家分析之盾构刀具

发布时间:2018-07-05 09:07:32    阅读:

据钻具厂家聊城三力机械公司分析,对于盾构机来说,掘削系统即是掘削刀盘及其驱动系统。掘削系统对于盾构机的施工效果有着决定性的影响,而且选择的差异对盾构机造价也有着很大的影响,刀盘 选型可以影响到总造价的4%~8%,尤其掘削设备的装备扭矩是盾构机最基本的参数之一。盾构机掘削刀盘即作转动或摇动的盘状掘削器,由掘削地层的刀具,稳定掘削面的面板,出土槽口,转动或摇动的驱动机构,轴承机构等构成。
一、盾构磨损的影响因素
在盾构机推进力作用下盾构刀具对开挖面土体产生一定压力。随着刀盘的旋转,刀具与土砂磨料摩擦,从而产生磨损。刀具的磨损与地质条件、盾构刀具材质及其在刀盘上的安装位置有关,并且随着 刀具掘削里程的增加而增大。布置在刀盘周边的刀具由于线速度大,切削路线长,因而磨损快、易折断、寿命短。刀具损坏的主要形式有刀具的磨耗和脱落。刀具的 磨耗受材质、硬度、作用的推力以及地质条件和刀具切人深度、速度、时间的影响;刀具脱落主要与安装方法有关,施工时也受刀柄的磨耗和砾石、障碍物的影响。盾构机在掘进中会遇到各种不同地层,从淤泥、黏土、砂层、砂卵石层到软岩及硬岩等。开挖过程中刀具受力复杂,工作环境恶劣。刀具的磨损与施工地层密切相关。淤泥质黏土、粉质黏土、粘质粉土 等地层对刀具的磨损很小,而砂土、砂卵石砾石地层对刀具的磨损十分严重,甚至使刀具折断。这种情况在已经施工的工程中得到了印证。
二、盾构机的构造部件盾构刀具磨损分析
1、刀圈断裂
刀圈选用材质与地质岩性不适用,当岩石抗压强度较高时,对刀圈的自身硬度要求也较高,刀圈抗冲击性能也随之下降,将造成刀圈断裂,称为冲击疲劳断裂。同时 配合间隙过盈量超过规定值时,在掘进中因刀具内外温度相差较大,将会造成刀圈断裂,称为内应力断裂。在掘进过程中刀具冷却效果不好,特别是在淤泥、黏土地质或岩石断裂带夹层造成刀具被包裹,将会造成刀圈断裂,称为内应力断裂。
2、轴承损坏与刀圈偏磨
工程刀具密封效果差,包括有密封配合间隙、橡胶弹力与硬度、机械密封平面度、机械密封面硬度与耐磨性能等,泥砂进入刀具内部造成轴承损坏后,刀圈产生偏磨;润滑脂热膨胀系数超过规定,在刀具受热时密封油脂外溢,冷却降温时泥水进入刀具轴承内,或是装配时内部空气没有排尽,造成轴承损坏后刀圈 偏磨;刀具转动部件装配间隙不合理,刀圈转动扭矩超过规定值时,轴承加速磨损而损坏;转动扭矩低于规定值时,造成密封与密封面之间自由间隙过大,密封失效,泥水进入,造成轴承损坏后刀圈偏磨。