刀盤的結構設計與各種類刀具的作用

刀盤是盾構機的主要工作部件，由刀盤鋼結構、刀具、迴轉接頭等組成，其主要作用是切削掌子面並對碴土進行攪拌。刀盤上安裝有適用該標段地質的一整套刀具，對隧道進行全斷面開挖，並可實現正反雙向旋轉出碴。所有可拆式刀具均可從刀盤背部進行更換，刀盤主體結構的設計正常使用壽命不小於 10km。

一，刀盤結構

刀盤整體結構由 Q345C 高強度鋼板焊接組成。

刀盤進碴口採用錐形設計，有利於碴土順暢地流入土艙，避免碴土堆積。

刀盤背部配置有攪拌棒，可對碴土進行攪拌，增強碴土的流動性。

刀盤面板配置有泡沫注入口，可通過內部預埋的泡沫管路注入碴土改良劑對掌子面,及土艙碴土進行改良。

刀盤正面及外緣、刀體、進碴口及邊緣過渡區設置耐磨保護措施，可有效防止刀具磨損，同時可在刀盤上布置磨損檢測裝置。

刀盤背部布置迴轉接頭，是碴土改良劑、液壓油及電氣線路進入刀盤前部的通道。

二，刀具

不同的刀盤結構形式配置不同的刀具可適應不同的工程地質條件，每種刀具的結構特點如下：

1，滾刀

滾刀包括中心滾刀、正滾刀和邊緣滾刀（含偏心滾刀）。滾刀由刀轂、刀刃、軸承、,密封及附屬部件組成。17」滾刀可承受的最大載荷為 250kN，啟動扭矩 25N.m。滾刀主要應用於複合式刀盤，適用於硬岩及複合地層。

2，齒刀

齒刀可對碴土進行剝離破碎，改善碴土的流動性。齒刀設計特點如下：

刀刃採用兩端大合金與中間三排合金的組合設計。

齒刀主要應用於複合式刀盤，適用於軟土、砂卵石層及複合地層。

齒刀可與滾刀互換，可根據具體的地質情況，將全部或部分齒刀更換為滾刀。

3，魚尾中心刀

魚尾中心刀安裝在刀盤中心位置。

刀刃採用大尺寸的耐磨硬質合金，可延長刀具使用壽命。

魚尾中心刀可改善土體切削和攪拌的效果。

4，貝殼刀

貝殼刀焊接在刀盤面板上，可對碴土進行剝離破碎，改善碴土的流動性。貝殼刀設計特點如下：

刀刃採用兩端大合金與中間三排合金的組合設計。

貝殼刀為輻條式刀盤的主要切削刀具，有時也應用在複合刀盤的面板上。

5， 切刀

切刀刀刃採用大尺寸的耐磨硬質合金設計可延長刀具使用壽命。

刀頭設計為帶 5 度尖角結構形式，有效提高了切刀切削剝離碴土的能力。

切刀的開挖強度高達 25MPa。

6，邊緣刮刀

刀盤邊緣安裝邊緣刮刀。邊緣刮刀的主要作用是清理外圍開挖的碴土，防止刀盤外,緣的直接磨損，保證開挖直徑的精度。邊緣刮刀設計特點如下：

刀刃採用三排大尺寸的耐磨硬質合金，具有很強的抗衝擊性能和耐磨性能，可延長刀具使用壽命。

採用雙排螺栓緊固使刀具受力更加均勻。

刀體後部和前部的堆焊耐磨層可以防止刀體受到碴土的沖刷磨損。

7，保徑刀

保徑刀焊在刀盤外圍部分，作用是保護刀盤的外緣，降低對刀盤外緣的直接磨損。

刀刃採用雙排耐磨合金設計，可延長刀具使用壽命。

8，超挖刀

超挖刀裝在刀盤外緣，用於增加開挖直徑，根據需要可增設仿形功能。

三，磨損檢測裝置

磨損檢測裝置主要採用液壓式，當液壓系統壓力下降時，會發出報警信號。磨損檢測裝置為可更換式，磨損後可以從刀盤背面進行更換。

正常掘進過程中，蓄能器充滿壓力油後，應將手動球閥關閉，防止磨損檢

測裝置損壞後，出現報警功能失效及液壓油泄露等情況。

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