盾構機配件中，刀具由於掘進磨損和承受掘進壓力的作用，屬於盾構機施工中的易權易耗件，使用進口的刀具進行盾構機施下：

　　1）國外進口刀具價格昂貴；

　　2）往往進門刀具都有一定的周期，掘進地層上質又發生不斷變化難以預料，提前布置有盲目性，臨時購買則會影響整個工期。同時在工程砂卵石層進行後構施工．其巾重要的是要保持掘進麵的穩定和延長刀具的使用壽命。

　　本研究項目收集各方麵資料，並根據本人已經參與的工程研究在砂卵石層施工時盾構機刀盤的設計要點，保持掘進麵穩定的方法，以及根據施工刀具的使用性能和磨損規律，結合刀具的受力情況和金相分析，總結刀其的失效原因，然後研製出適應不同工況的刀具。

　　1.盾構機施工過程中刀具磨損的原因分析

　　麻豆AV网站在线播放知道，盾構機掘進在破岩過程中，刀具承受了很大的徑向力與側向力，使得刀圈刃尖因劇烈摩擦和衝擊急劇磨損而降低使用壽命，為此必須經常進行檢查更換，經統計紅花套、黃石盾構機隧道檢查刀具一與換刀時間，分別占隧道工程掘進時間的19.5%，22%，費用成本占有18%-23%，不但增加人財物的消耗量和刀具更換的工作量，降低了有效工作時間，增加了施工風險，還直接導致單位掘進成木的提高。

　　1.1質構機刀具的種類與用途

　　麻豆AV网站在线播放將以AVN2440仿盾構機進行探討，AVN2440跳後構機刀盤七裝有一組刀具，其中由7個單滾刀、6個雙滾刀、5個中心滾刀，4組刮刀24把組成。刮刀：刮刀適用於軟土及一些混有或交替夾有軟岩的地質，其切削方式是通過對土體鏟切實現對掘進麵開挖，刮刀切削上層與軟岩層更容易。盤形滾刀：盤形滾刀通過刀盤轉動，滾刀在盾構機推進力的作用下，通過刀具對掘進麵岩體轉動擠床，對岩石表麵擠切一個槽，同時在剪切力的作川下造成岩石開裂破碎。

　　1.2刀具磨損的影響因素在盾構機推進力作用下刀具對開挖麵土體產生一定壓力。隨著刀盤的旋轉，刀具與七砂磨料摩擦，從而產生磨損。刀具的磨損與地質條件、刀具材質及其在刀盤上的安裝位置有關，並且隨著刀具掘削裏程的增加增大。布置在刀盤周邊的刀具由於線速度大，切削路線長，因而磨損快、易折斷、壽命短。

　　刀具損壞的主要形式有刀具的磨耗和脫落。刀具的磨耗受材質、硬度、作用的推力以及地質條件和刀具切入深度、速度、時間的影響；刀具脫落主要與安裝方法有關．施工時也受刀柄的磨耗和礫石、障礙物的影響。盾構機在掘進中會遇到各種不同地層，從淤泥、翻土、砂層、砂卵石層到軟岩及硬岩等。開挖過程中刀具受力複雜，工作環境惡劣。

　　刀具的磨損與施工地層密切相關。淤泥質黏土、粉質貓土、粘質粉土等地層對刀具的磨損很小，而砂土、砂卵石礫石地層對刀具的磨損十分嚴重，甚至使刀具折斷。這種情況在已經施工的工程中得到了印證。

　　1.2.1刀圈斷裂

　　刀圈選用材質與地質岩性不適用，當岩石抗壓強度較高時，對刀圈的白身硬度要求也較高，刀圈抗衝擊性能也隨之下降，將造成刀圈斷裂，稱為衝擊疲勞斷裂：同時配合間隙過盈量超過規定值時，在掘進中因刀具內外溫度相差較大．將會造成刀圈斷裂，稱為內應力斷裂。在掘進過程中刀其冷卻效果不好，特別是在淤泥、貓土地質或岩石斷裂帶夾層造成刀其被包裹，將會造成刀圈斷裂，稱為內應力斷裂。

　　1.2.2軸承損壞與刀圈偏磨

　　刀具密封效果差，包括有密封配合間隙、橡膠彈力與硬度、機械密封平麵度、機械密封麵硬度與耐磨性能等，泥砂進人刀具內部造成軸承損壞後，刀圈產生偏磨；潤滑脂熱膨脹係數超過規定，在刀具受熱時密封油脂外滋，冷卻降溫時泥水進人刀具軸承內，或是裝配時內部空氣沒有排盡，造成軸承損壞後刀圈偏磨；刀共轉動部件裝配間隙不合理，刀圈轉動扭矩超過規定值時，軸承加速磨損而損壞；轉動扭矩低於規定值時，造成密封與密封麵之間自由間隙過大，密封失效，泥水進人，造成軸承損壞後刀圈偏磨

　　1.2.3滾刀殼體變形磨損

　　刀具殼休表麵硬度低於基岩抗壓強度，破碎後的岩石、砂礫石對刀其殼體長時間衝擊，造成殼體變形損壞；刮刀基材或表麵硬度低於基岩抗壓強度．破碎後的岩石、砂礫石對刀具殼體長時間衝擊．造成殼體變形損壞；采用壓人式裝配時，裝配過盈量未達到規定要求，在受到交變衝擊時鬆動後脫落；采用焊接時，刀齒與基休焊接出現虛焊、夾液，造成焊接不牢固，在受到交變衝擊時鬆動後脫落。

　　1.2.4刮刀合金齒脫落

　　合金齒硬度與抗衝擊性能．與掘進地質岩性不相適應，合金齒硬度偏高而抗衝擊性差，在受到衝擊時易造成合金齒斷裂；在安裝時螺栓扭翅未達到額定扭矩，造成螺栓鬆動隨後斷裂，刀其脫落；滾刀總成脫落後或較大較硬的岩石塊對刮刀掩擊，造成螺栓斷裂後刀具脫落。

　　2.延長盾構機刀具使用壽命的措施

　　2.1嚴格刀共製造流程——刀具生產加工必須製定一套科學合理的製造工藝．刀具製造工藝是控製刀其質量的關鍵。

　　2.1.1滾刀的製造

　　盾構機滾刀完全按照掘進地質選用碳鋼經表麵滲碳處理，刀圈采用熱鍛一次滾壓成型工藝，使刀其材料內部金相組織結構更加均勻致密，減少刀圈的斷裂，同時在表麵形成一定厚度的硬化層，其有高耐磨、抗衝擊性能。選用優質熱膨脹係數小的潤滑油脂．同時在刀具內部安裝有潤滑油補償裝置，在一定溫度變化範圍內確保刀具的正常潤滑與油脂的補充。

　　經使用對比效果顯著。由於滾刀在掘進過程中承受比岩石層抗壓強度高8MPa—12MPa，當岩石硬度超過60MPa時，刀圈硬度HRC65-70，如果刀圈采用合金材料製造時，其內外硬度是一致的，隻有較好的耐磨性，但抗衝擊性能明顯下降，不利於TBM的破岩。根據經驗總結及材料機理分析．當岩石抗壓強度達到或超過55MPa時，刀具材料應選用高碳鋼．

　　表麵采用高溫氣休滲碳達到相對硬度，形成外硬內軟，具有較好耐磨性、抗衝擊性能，而不適於選用合金鋼作為刀圈製造材料或刀圈采用中碳鋼表麵鑲嵌合金齒，以滿足破岩性能的要求。

　　2.1.2刮刀的製造

　　根據進口刮刀在使用中易造成變形，通過物化性能分析，刮刀基材為45中碳鋼或20低碳鋼加工而成，表麵硬度HRC22-28，未作任何表麵處理．因此在受到岩石或卵石衝擊時極易產生變形。在國產刮刀生產時，做以下製造工藝調整：材料山原來的低碳鋼改為中碳鋼，基材表麵硬度HRC32-36；在衝擊麵與棱角部位補焊0.25-0.32耐磨合金層。

　　2.2合理選擇刀具

　　不同地質應選用不同材質、生產工藝的刀具，如果同一種刀具用於不同地質，刀具的使用壽命將會受到嚴重影響；在軟地層掘進中要求刀具具有較好的抗磨性、硬度比岩石抗壓強度高10MPa-15MPa；在硬岩掘進中，要求刀具有良好的耐磨性、抗衝擊性。

　　2.3嚴格刀具加工與密封

　　刀具生產加工藝對刀具使用壽命的影響，鍛造與熱處理工藝的影響重要，生產過程中工藝控製將直接造成金屬材質的內部缺陷，在刀具受到衝擊、振動、壓力的作用下，內部缺陷將形成微小裂紋而不斷延伸與擴展，造成斷裂，控製好刀具生產工藝可以顯著的提高刀具的壽命。同時刀具密封是影響刀具使用壽命的主要原因之一，由於密封的早期損壞，造成刀具軸承損壞與刀圈偏磨、殼體損壞及整個刀具總成的報廢，選擇正確的密封形式是保證滾刀壽命的一個重要因素。

　　總之，盾構機施工在我國還處於剛剛起步階段．隨著經濟的發展，會有越來越多的穿越工程選擇盾構機形式，不管在何種形式的盾構機施工中，刀具研究技術一直是盾構機應用的關鍵因素

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