盾构刀具问题研究ppt课件.ppt

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1、盾构刀具问题研究1一、刀具种类1盾构刀具2矿山钻具4油田钻具3工程钻具21、钻头合金生产钻头合金生产工艺特点精选高质量的WC原料喷雾干燥工艺生产优质混合料进口压力机精密压制成型进口压力烧结炉高温烧结合金内部组织均匀，孔隙度接近A00，在保证硬度的前提下，可以大幅度提高合金的韧性。特别适合于要求耐疲劳磨损，又要承受耐疲劳冲击的钻掘领域。3盾构刀具介绍—盘形滚刀盘形滚刀在纯硬岩地层掘进时，采用滚刀破岩。滚刀破岩的原理是依靠刀具滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。滚刀的类型、数量、布置方式、位置、超前量根据岩层的强度和整体性、掘进距离、含砂量等特点确定。4盾构刀具介绍—盘

2、形滚刀盘形滚刀按安装位置中心滚刀正面滚刀边缘滚刀按刀圈数量单刃滚刀双刃滚刀多刃滚刀按适用机型海瑞克滚刀NFM滚刀小松滚刀其它按尺寸规格17英寸19英寸14英寸12英寸8英寸等5盾构刀具介绍—盘形滚刀6盾构掘进刀具名称应用说明17"单刃滚刀正面海瑞克机型通用17"双刃滚刀正面/中心/边缘海瑞克机型通用NFM17"正面滚刀正面NFM、沈重NFM17"偏心滚刀边缘NFM、沈重NFM17"中心滚刀中心NFM、沈重主要盘形滚刀产品717”单刃滚刀17”双刃滚刀817”偏心滚刀17”中心滚刀9滚刀在隧道掘进过程中作业环境极端恶劣。滚刀及其配件要经受单轴抗压强度高至200MPa以上的岩石、高水压

3、、泥砂或砂砾的考验。制造滚刀的材料和配件性能及总装质量对硬岩掘进至关重要，它很大程度上影响了滚刀的寿命。盘形滚刀工作环境10盘形滚刀滚刀对轴承和密封要求非常高，轴承要求耐磨耐冲击；而密封失效，泥砂、水进入滚刀内部，将损毁轴承，进而导致滚刀立即失效。1、采用进口的轴承和密封圈；2、气密性检查，检测漏气和漏油；3、进行滚刀模拟跑合测试。11针对地质情况，设计合理的滚刀扭矩，软岩（复合地层）扭矩低，全断面硬岩扭矩高，一般在25-40NM范围内，保证滚刀能够发挥破岩作用，并防止偏磨。根据地层状况特别是岩层的单轴抗压强度设计滚刀的扭矩，涉及到各装配尺寸的精确调整，以及采用扭矩计测量控制扭矩。

4、盘形滚刀扭矩控制12滚刀的工作刃，即刀圈，在工作中受到的剪切和冲击力相当大，特别是在硬岩掘进中，刀圈材料的性能决定了工作效率和刀具的费用。我们有标准钢制刀圈、耐磨层堆焊刀圈、镶齿刀圈、耐磨层堆焊+镶齿刀圈4种基本刀圈，可以应用在各种类型的滚刀，保证滚刀的使用寿命。盘形滚刀刀圈13刀圈基本规格形状平刃刀圈在使用过程中，刀刃能保持一定的宽度，适合范围也较广。刃宽加厚刀圈能提高刀圈的耐磨能力，增加抗冲击力，破岩石能力下降。圆弧刀圈开始阶段提高刀圈抗冲击力，利于破岩，掘进一段时间后，与平刃刀圈效果相同。圆弧刀圈2利于破岩，掘进速度快，但刀圈抗剪切能力较差。14标准钢制刀圈联合了院校和钢厂共

5、同研制，采用高强度和高硬度的改良模具钢制作。刀圈刃工作整体硬度达到HRC55-59。产品适用地层：——适用于掘进硬度50～150MPa的砾岩、砂岩、灰岩地层。另有尺寸加强型刀圈：适用于掘进硬度120～250MPa的硬岩，硬度80～150MPa的高磨损岩层，如花岗岩、闪长岩、斑岩、蛇纹石及玄武岩等地层。15耐磨敷焊刀圈在标准钢制刀圈的基础上，采用等离子焊机制造。特点：在刀圈表面形成一层冶金结合的、具有特定性能耐磨金属堆焊熔敷层。该层HRC65，可增强刀圈工作面的耐磨性，进而达到提高滚刀使用寿命的目的。—硬度40MPa的致密性地层；—硬度80-100MPa的断裂性砾岩、页岩砂岩、石灰岩

6、、泥灰岩、砂粘土等。16镶齿刀圈采用耐冲击的钢制刀圈为基体，在刃口镶装硬质合金柱齿。由于硬质合金齿的硬度在HRA85以上，因此镶齿刀圈比钢制刀圈和耐磨堆焊刀圈使用寿命更长，适合于长距离掘进而不更换刀具，可以提高工作效率。镶齿刀圈对硬质合金柱齿的性能要求非常高，合金要保证既耐磨又耐冲击，公司高质量的钻头合金产品能够满足这一要求。——硬度30-50MPa的致密性地层；——硬度60-150MPa的断裂性砾岩、页岩砂岩、石灰岩、泥灰岩、砂粘土等。17耐磨敷焊+镶齿刀圈采用耐冲击的钢制刀圈为基体，在刃口镶装硬质合金柱齿，同时在刀圈刃面堆焊耐磨层。适用在磨蚀性很强的地层，如石英砂质岩层。耐磨堆

7、焊+镶齿刀圈使用寿命超长，适合于不更换刀具，长距离、高效率掘进。18刀圈照片119刀圈照片220硬质合金齿刀刮刀正面刮刀边缘刮刀先行/撕裂刀超前刀贝壳式刀撕裂刀中心刀中心鱼尾刀羊角刀组合刮刀保护刀外周保护刀面板保护刀耐磨板保径刀21洞门强化密封22硬质合金齿刀23硬质合金刮刀刮刀是软土刀具，盾构机向前推进时，切刀随刀盘旋转对土体产生轴向剪切力和径向切削力，不断将开挖面前方土体切削下来。一般适用于砂、砾、卵石、粘土等松散体地层。24硬质合金刮刀-边缘刮刀25先行/撕裂刀