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《盾構(gòu)切削刀具壽命的計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、設(shè)計(jì)盾構(gòu)切削刀具壽命的計(jì)算計(jì)算西南交通大學(xué)管會(huì)生高波"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!摘要通過對(duì)盾構(gòu)刀具磨損的原因分析和壽命計(jì)算可以預(yù)測(cè)盾構(gòu)在隧道開挖區(qū)間刀!!"具是否需要更換以及需要更換的次數(shù)并通過算例說明刀具壽命預(yù)測(cè)的分析方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"關(guān)鍵詞盾構(gòu)刀具磨損壽命在城市地鐵工程所用盾構(gòu)的方案選型中刀盤體地層尤其是砂卵石地層使用效果十分明顯的結(jié)構(gòu)刀具類型的選擇刀具的布置和磨損問題常為保證盾構(gòu)在超挖少對(duì)周邊土體干擾小的條成為選型的重點(diǎn)內(nèi)容尤其是盾構(gòu)在砂或砂卵石地件下實(shí)現(xiàn)曲線推進(jìn)和順利轉(zhuǎn)
2、彎及糾偏盾構(gòu)需設(shè)置層中掘進(jìn)刀具的磨損問題更為突出因此需要對(duì)刀仿形刀仿形刀一般布置在輻臂上施工時(shí)可以根具的掘削距離壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)據(jù)超挖多少和超挖范圍的要求從輻臂一端徑向伸出和縮回仿形刀達(dá)到仿形切削的目的l盾構(gòu)刀具的種類與布置為加強(qiáng)刀具磨損量的管理防止刀盤和刀具因?yàn)楸ＷC掘削刀盤的開挖效率盾構(gòu)通常根據(jù)不過度磨損而損壞刀盤上常設(shè)置有磨耗檢測(cè)刀具常同的地質(zhì)情況選用不同類型的刀具及刀具組合目用的檢測(cè)刀具有通電式磨耗檢測(cè)刀具和超聲波式磨前盾構(gòu)機(jī)上常用的刀具有切刀刮刀齒刀單雙耗檢測(cè)刀具等通電式磨耗檢測(cè)刀具見圖la其原刃滾刀先行刀仿形刀等盤形滾刀常用來對(duì)付硬理是在刀具制作時(shí)先將電線埋入刀具中隨著
3、盾構(gòu)巖地層而齒刀和切刀組合更適合于開挖軟巖地層的掘進(jìn)當(dāng)?shù)毒吣ズ倪_(dá)到限定磨耗量時(shí)通電電線將為軟土或破碎軟巖時(shí)可采用切刀或刮刀被磨斷于是電路斷路操作人員可根據(jù)電路通斷情單雙刃滾刀屬于滾刀型刀具主要是依靠擠況對(duì)刀具的磨耗做出判斷該法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單直壓破巖,一般用于巖石地層的掘進(jìn)在盾構(gòu)穿越松散接但不能連續(xù)檢測(cè)刀具磨耗進(jìn)展情況難以掌握換地層且有大粒徑的礫石(粒徑大于4OOmm)以及當(dāng)?shù)稌r(shí)機(jī)超聲波式磨耗檢測(cè)刀具如圖lb所示其檢礫石含量達(dá)到一定比例時(shí),可采用滾刀型刀具另外測(cè)原理是在磨耗檢測(cè)刀具中事先安裝好與超聲波在隧道地質(zhì)條件復(fù)雜多變巖石與一般土體交錯(cuò)頻監(jiān)測(cè)器相連接的超聲波探頭利用超聲波來探
4、測(cè)刀繁出現(xiàn)的情況,也可在刀盤上布置一些滾刀型刀具具的磨耗情況其特點(diǎn)是技術(shù)相對(duì)復(fù)雜成本較高切刀刮刀齒刀等屬于切削型刀具切削型刀但能連續(xù)檢測(cè)刀具的磨耗情況有利于根據(jù)刀具磨具的切削原理是切刀隨盾構(gòu)向前推進(jìn)的同時(shí)隨刀損進(jìn)展進(jìn)行刀具換刀前的準(zhǔn)備和更好地把握換刀時(shí)盤旋轉(zhuǎn)的刀具對(duì)開挖面土體產(chǎn)生軸向剪切力及擠壓機(jī)力和周向(刀盤旋轉(zhuǎn)切線方向)切削力,不斷將開挖面前方土體切削下來切削型刀具一般適用于粒徑小的砂卵石砂土粘土等松散體地層先行刀仿形刀和磨耗檢測(cè)刀具等是按照刀具在刀盤上作用的不同分類的先行刀也稱為超前刀刀盤開挖時(shí),超前刀在切a通電式b超聲波式削刀切削土體之前先行切削土體將土體切割分塊圖!
5、磨耗檢測(cè)刀具為切削刀創(chuàng)造良好的切削條件采用超前刀一般可2刀具磨損的原因和影響因素顯著增加切削土體的流動(dòng)性大大降低切削刀的扭矩提高刀具切削效率減少切削刀的磨耗在松散在盾構(gòu)推進(jìn)力作用下刀具對(duì)開挖面土體產(chǎn)生一!""!#$%25設(shè)定壓力O隨著刀盤的旋轉(zhuǎn),刀具與土砂磨料摩擦,從cm/r>計(jì)~而產(chǎn)生磨損O刀具的磨損與地質(zhì)條件~刀具材質(zhì)及其7--刀具轉(zhuǎn)動(dòng)距離壽命,即達(dá)到刀具限定磨計(jì)在刀盤上的安裝位置有關(guān),并且隨著刀具掘削里程損量時(shí),邊掘削開挖面邊轉(zhuǎn)動(dòng)的可能距算的增加而增大O布置在刀盤周邊的刀具由于線速度離km>大,切削路線長(zhǎng),因而磨損快~易折斷~壽命短Ot--限定磨損量,即刀具磨損量8的最
6、大限刀具損壞的主要形式有刀具的磨耗和脫落O刀定值mm>具的磨耗受刀片的材質(zhì)~硬度~刀片上作用的推力以R--刀具中容易磨損的最外周刀具安裝半及地質(zhì)條件礫石粒徑~密度>和刀具切入深度~速?gòu)絤>度~時(shí)間的影響;刀具脫落主要與安裝方法焊接或4切削刀具壽命的計(jì)算實(shí)例螺栓連接>有關(guān),施工時(shí)也受刀柄的磨耗和礫石~障礙物的影響O本算例是對(duì)上海地鐵4號(hào)線I6.34m土壓平盾構(gòu)在掘進(jìn)中會(huì)遇到各種不同地層,從淤泥~粘衡式盾構(gòu)的切削刀具壽命進(jìn)行計(jì)算O如果實(shí)際的掘土~砂層~砂卵石層到軟巖及硬巖等O開挖過程中刀削土體和掘削狀況與下面所給出的地質(zhì)條件有差具受力復(fù)雜,工作環(huán)境惡劣O刀具的磨損與施工地層異,結(jié)
7、果可能會(huì)有不同O密切相關(guān)O淤泥質(zhì)粘土~粉質(zhì)粘土~粘質(zhì)粉土等地層!"#計(jì)算條件對(duì)刀具的磨損很小,而砂土~砂卵石礫石地層對(duì)刀具地質(zhì)條件:淤泥質(zhì)粘土~粘土~粉質(zhì)粘土~砂質(zhì)粉的磨損十分嚴(yán)重,甚至使刀具折斷O這種情況在上土~粉砂O海~南京和北京地鐵施工中得到印證O南京地鐵盾構(gòu)切削刀具條件:材質(zhì)為E-3日本鋼材>,刀具限在粉細(xì)粘土中掘進(jìn)1km,刀具依舊完好無損O在北定磨損量20mmO京地鐵5號(hào)線施工中,在粉質(zhì)粘土和卵礫石結(jié)合地!"$計(jì)算方法層中掘進(jìn)625m更換一次刀具,而在粉細(xì)砂與卵礫刀具的掘削距離壽命L按式3>計(jì)
