高难度材料—-盾构机刀具钢
欢迎关注数控机械知识本公司专业生产机床外钣金,防护罩,排屑机,拖链等各种机床附件!咨询热线:刘磊经理1835317372318615345422...
欢迎关注数控机械知识本公司专业生产机床外钣金,防护罩,排屑机,拖链等各种机床附件!
咨询热线:刘磊经理
18353173723
18615345422
1
盾构机上常用刀具的种类和切削原理
对于盾构机来说,掘削系统即是掘削刀盘及其驱动系统。
盾构机刀具根据工作方式和位置、形状等方式分类,常见的分类方式是采用工作原理分类,主要为切削刀和滚刀两种,其中切削刀又分为齿刀、刮刀、先行刀等多种,根据不同的盾构设计以及土层情况,客户需要选配不同的刀具进行投入工作。例如,地质为硬岩时,一般配合采用滚刀,地质为软质岩石时,一般采用齿刀,处于两者中间的可以选择切刀进行工作。
滚刀和切削刀的原理
滚刀的切削原理主要是刀具依靠挤压破岩,一般用于岩石隧道的掘进。当穿越松散地层但有大粒径的砾石(粒径大于400mm)、并且含量达到一定比例时,也可采用滚刀型刀具。另在隧道地质条件复杂多变、岩石(强度不算太高)与一般土体(或粘土或砂土)交错频繁出现的情况,也有可能采用滚刀型刀具,即在复合式盾构机中采用。切削刀的切削原理则主要是盾构机向前推进的同时,刀具随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向(沿隧道前进方向)剪切力和径向(刀盘旋转切线方向)切削力,不断将开挖面前方土体切削下来。切削刀一般适用于粒径小于400mm的砂卵石、砂土、粘土等松散体地层。
2
刀盘材料的选择
盾构刀具在材料方面一般由两至三种构成,即基体材料、硬质合金材料、刀具刃口堆焊材料等复合制成。下面以海瑞克刀具为例,其周边刀的刀体是德国产钢号为St52-3的钢材,其性能相当于国产低碳钢Q235,该材料韧性较好但硬度较低;周边刀刃口主要承受高应力的磨粒磨损,其迎土面钎焊有球齿,球齿材料为硬质合金,主要用于承受砂砾、卵石的磨粒磨损与撞击,刮刀用硬质合金钢做为到头,高耐磨合金高作为刀体。
3
刀具的失效形式
刀具的失效形式主要有以下几种:
刀具磨损:占刀具更换量的80%。
刀圈偏磨:滚刀在掘进过程中不转动,中心区滚刀容易出现此现象。
刀圈断裂:推力过大或刀圈在比较硬的岩石上滚动时有可能发生,边缘滚刀和正面区滚刀经常有此现象。
刀圈挡圈磨损或脱落:一旦刀圈挡圈脱落或焊接处磨损严重,就应该更换刀具。
滚刀漏油:由于密封件的损坏,可能使密封油泄露,从而导致油封座和轮毂的损坏。
轮毂磨损:刀盘和渣土不间断的摩擦,使得滚刀轮毂发生磨损。
油封座损坏:漏油导致。
4
刀具磨损原因分析
刀具的磨损可分为以下几类:
粘着磨损:其外观表现为麻点;主要原因是材料的相互作用,粘着磨损的过程实际上是摩擦副双方间原子键的形成和分离过程
磨料磨损:表现为擦伤、沟纹、条痕等;主要原因是硬颗粒或硬突起引起摩擦表面损坏
疲劳磨损:表现为裂纹、点蚀;材料表面受循环接触应力,产生重复变形,导致裂纹和颗粒分离
摩擦化学磨损:表面出现反应产物,膜、微粒等;在摩擦作用的作用下,发生化学反应或电化学反应
关注 数控机械知识
微信扫一扫关注公众号