研究盾構刀具的切削過程,有助于提前了解和分析盾構切削刀盤的扭矩、刀盤轉速、刀具切入深度等盾構機基本參數(shù)的合理性及其對結果的影響。介紹了采用基于軟件的有限元數(shù)值方法,建立了刀具切削土體過程的三維分析模型,對盾構刀具的切削過程進行了動態(tài)仿真。土體采用塑性模型,通過CEL方法進行流固耦合計算,較好地反映了刀具切削土體的變化過程,并獲得了以下結論:切削土層材料的屈服應力越大,切削所需的力越大,刀盤扭矩也越大;切削速度對切削力大小的影響較小,切削速度放慢,切削力的波動較小,刀具受力更為穩(wěn)定;切削刀具上的切削力隨插入土體深度增加而增大。長期以來,盾構機刀具因材質特殊、制造工藝復雜,世界上只有少數(shù)幾家企業(yè)能夠制造。天津盾構刀具怎么賣
盾構刀具失效的方式主要分為以下幾個方面:刮刀(齒刀)的失效:正常磨損刮刀刀刃崩裂:在硬巖掘進中,滾刀磨損太大, 刮刀直接切割未經(jīng)滾刀破碎的硬巖;在硬巖中掘 進時,轉速太快,突遇硬巖,沖擊造成刀刃崩 裂;在硬巖掘進中,進刀太深等原因造成刀刃崩 裂。 刮刀刀體斷裂:刀體本身的強度和韌性不夠;進 刀太深。 刮刀掉齒:合金刀齒的焊接工藝不過關;刮刀突 遇硬巖。 滾刀的失效形式主要是刀圈磨損,也有軸承、 密封早期失效、刀圈斷裂現(xiàn)象。 刀圈的正常磨損 非均勻磨損(偏磨和弦磨) 滾刀刀圈周邊各部位的磨損程度不一致,有單邊 偏磨和多邊偏磨。單邊偏磨一般是滾刀不轉造成 的,多邊偏磨則是滾刀時轉時不轉造成的,造成 滾刀不能連續(xù)轉動的原因除刀具制造方面外,主 要和地層及刀具配置、盾構操作有關。 刀圈崩塊、斷裂 滾刀刀圈在掘進過程中刃口位置崩塊、開裂甚至 從刀體脫落。這和刀圈制造技術、地層條件和應 用都有關系,要區(qū)分分析。 軸承或密封損壞: 軸承是刀具上的一種重要組件,對刀具掘進運轉 的可靠性和刀具的消耗具有特別重要的影響。 正常使用狀態(tài)下,大部分刀具軸承的壽命可達到 900小時左右。湛江盾構刀具費用盾構刀盤設計是盾構關鍵技術,采用合適的刀盤類型是盾構順利施工的關鍵因素。
盾構是一種專門用于開挖地下隧道的大型成套施工設備,它具有開挖快、優(yōu)越、安全、經(jīng)濟、有利于環(huán)境保護和降低勞動強度的優(yōu)點,在城市隧道的開挖中得到越來越普遍的應用。刀盤是盾構機的關鍵部件之一,是盾構主要工作部件。盾構在地下開挖中會遇到各種不同地層,從淤泥、粘土、砂層到軟巖及硬巖等。在開挖中刀盤受力復雜,工作環(huán)境惡劣,是需要重點檢查和維修的部位。刀盤結構關系到盾構的開挖效率、使用壽命及刀具費用。盾構的刀盤結構形式與工程地質情況有著密切的關系,不同的地層應采用不同的刀盤結構形式,盾構刀盤設計是盾構關鍵技術,采用合適的刀盤類型是盾構順利施工的關鍵因素。
由于盾構刀具的工作條件非常苛刻,因此應分別對盾構刀具的材料和制造工藝進行研究,以提高國產(chǎn)盾構刀具的質量和市場占有率。另外,還應對不同地層情況下刀具的磨損失效機理進行分析,為盾構刀具的選型、選材和制造工藝提供理論指導。 盾構刀具關鍵技術及發(fā)展: 2011 年,國家科技部將“盾構刀具集成制造技術及其產(chǎn)業(yè)化技術”列入“十二五”科技支撐計劃,近3年來,盾構國產(chǎn)刀具取得了重大技術突破。主要表現(xiàn)在新研制的滾刀刀圈表面硬度≥60 HRC,心部沖擊韌性≥15 J/cm2,滾刀軸承裝配精度同軸度達到0. 01mm。新開發(fā)的硬質合金齒刀、切刀,刀體采用合金工具鋼制造,硬度大于 HRC32; 耐磨堆焊采用等離子堆焊與保護氣體焊接,表面硬度大于 HRC62; 焊接采用中高頻焊機,銀釬焊料焊接,破壞性焊接強度檢測與超聲波無損檢測相結合,有效保證了焊接質量。滾刀分為齒形滾刀和盤形滾刀。
在軟土地層掘進時,因刀盤中心部位不能布置切刀,為改善中心部位土體的切削和攪拌效果,可在中心部位設計一把尺寸較大的魚尾刀(羊角刀),一般魚尾刀超前600 mm左右。魚尾刀的設計和配置方式如下:其一讓盾構分兩步切削土體,利用魚尾刀先切削中心部位小圓斷面土體,而后擴大到全斷面切削土體,即將魚尾刀設計與其它切刀不在一個平面上,即魚尾刀超前切刀布置,保證魚尾刀先切削土體;其二是將魚尾刀根部設計成錐形,使刀盤旋轉時隨魚尾刀切削下來的土體,在切向、徑向運動的基礎上,又增加一項翻轉運動,這樣既可解決中心部分土體的切削問題和改善切削土體的流動性和攪拌效果,又提高盾構整體掘進效果。如果啟動扭矩過大,無法為刀具的扭轉提供足夠的扭矩力容易增加刀具弦的磨損速率,降低使用壽命。黑龍江大型盾構刀具哪個牌子好
齒形滾刀常用于軟巖,有球齒和楔齒兩種。天津盾構刀具怎么賣
盾構刀具失效分析:盾構掘進時,刀具受到地層中砂礫、卵石的摩擦和沖擊,因此發(fā)生磨損甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。目前關于盾構刀具失效原因的研究較少,趙學彬等研究了北京地鐵某線盾構在砂卵石地層(地層中石英砂含量高達 45%以上,并有大量不同粒徑的卵石)施工中刀具的磨損問題,發(fā)現(xiàn)石英砂會使刀具磨損速度加快,不同粒徑的卵石會對盾構刀具施加較大的沖擊力;對于盾構刀具的刃口部位鑲嵌的硬質合金刀片來說,由于硬度很高,相應的韌性較差,沖擊斷裂是其主要的失效形式;除了刃口部位承受沖擊之外,刀具迎土面還有犁溝式磨粒磨損和碾壓磨損等。盾構刀具軸承與密封的更換對刀具掘進運轉的可靠性和刀具的消耗具有特別重要的影響天津盾構刀具怎么賣