刀具失效分析及预防措施.pdf

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第 24 卷(卷终) 第 6 期隧道建设 24(6) :9~10

2004 年 12 月 Tunnel Construction Dec ,2004
刀具失效分析及预防措施
曹宏亮吕传田刘金祥
(中铁隧道集团二处联合掘进机工程公司北京燕郊 101601)
摘要对城陵矶长江穿越隧道盾构机刀具失效进行了分析与分类,提出了预防刀具失效的技术措施
关键词刀具失效分析预防
盾构机在掘进过程中刀具失效是经常遇到的故中心刀:由 4 把单刃滚刀,安装在刀盘的中心位
障,特别是在泥水盾构施工中,刀盘内充满水及石置,其刀号为 1 、2 、3 、4 。
块,每次换刀作业都特别困难及耽误时间。通过对正滚刀:六把双刃滚刀根据离刀盘中心由近至
刀具失效进行分析,总结出刀具损坏的原因,找出减远依次安装在刀盘上,刀号分别为 5 、6 、7 、8 、9 、10 。
少磨损及损坏的措施,对盾构的使用及工程节约都边滚刀:三把三刃滚刀根据离刀盘中心由近至
有很大的帮助。远依次安装在刀盘上,刀号分别为 11 、12 、13 号,原
1 刀具的失效分类与刀具分布设计方案边滚刀最早安装的是双刃滚刀,由于刀具
失效频繁,后更改为三刃滚刀。
1 1 刀具失效的分类
切刀:共 30 把。
城陵矶长江穿越隧道所用盾构从试掘进开始至刮刀:共 6 把。
今已掘进了 2001m ,共更换刀具 36 把,经过对损坏边刮刀:共 6 把(图中未能显示) 。
刀具的检查,发现刀具损坏主要有正常失效和非正
2 刀具失效的原因分析
常失效两大类。
刀具装配质量对刀具失效的影响
a. 正常失效 2 1
刀具磨损至极限已无法使用必须更换的刀具磨在刀具零部件质量良好的情况下,影响刀具装
损。正常失效的刀具换下来后除刀圈磨损不能使用配质量的主要因在因素是隔离圈的尺寸及刀盖与刀
外,其它各部分均可正常使用; 轴的连接螺栓的紧固力矩。
b. 非正常失效 a. 隔离圈尺寸的影响
刀圈没有达到磨损极限而因其它原因造成刀具隔离圈主要是对轴承内圈实行轴向定位,必须
损坏不能使用造成的失效。非正常失效主要有:刀经过准确测量和精细加工技术规范中规定,其尺
圈断裂、弦磨挡、圈断裂、轴承损坏及卡死、轴承密封寸精度达到 0 01mm 如果隔离圈尺寸过小,将造成
损坏。轴承装配过紧,导致装配时冷卡死或使用中因温度
升高而发生卡死现象如发生热卡死现象将造成刀
1 2 各种位置上刀具的分布情况; ,
圈弦磨(刀圈不转动而刀尖剧烈磨损,因而不能使
AVN2440DS盾构机的刀具在刀盘上的分布情
用) ,使刀具温度进一步升高影响到轴承的密封效果
况如图 1 所示。
如果隔离圈尺寸过大,将造成轴承装配过松,刀体
相对于轴承产生轴向移动,在侧向力的作用下使刀
体向一侧发生失量位移,影响到轴承密封的使用效
果。
b. 刀盖与刀轴连接螺栓紧固力矩的影响
刀盖的作用一方面是对过其凸台对轴承内圈实
行轴向定位,另一方面是对轴承密封有一定的预压
作用,保证密封的使用效果. 技术规范中规定其连接
螺栓的紧固力矩为 200N·m 装配过松或过紧,不仅
会产生像隔离圈