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掘进机边刀刀圈在正滚刀上使用技术探讨

掘进机边刀刀圈在正滚刀上使用技术探讨 2011年12月09日 来源： 1 刀具的磨损规律和换刀规律 TB880E型掘进机刀盘上共装有破岩刀具71把，其中中心刀6把，编号为CCI－CC6；正滚刀伤把，编号为ED／SI－ED／S62；边刀3把，编号为ED／S－K63－ED／S－K65；扩孔刀2把，编号为RC1、 RC2根据秦岭 1线进机的施工情况，跟踪测量刀具的磨损量，并绘制成刀具磨损量柱状图如图1。 经过对磨损量柱状图进行分析，我们总结出了刀具的磨损规律，随着刀具编号由小到大，即刀具的位置由内到外，刀具的磨损量逐渐增大，到ED／s56、ED／s57号刀具磨损量达到最大，即刀具的磨损最快，而从ED/S58－ED／—K65砧又逐渐减慢。这是由刀间距是由内到外逐渐减小，而巨ED／S61、ED／S62两把刀是工作在同一轨迹上；ED／—K63—ED／S—K65三把刀工作在同一轨迹。新刀留在工作初期磨损较快，逐渐减信刀盘上相邻刀具磨损趋平，呈现区域阶梯，而在ED／s56、ED／s57号位出现磨损最快峰值。 根据刀具的磨损规律和刀围的磨损极限（正滚刀为38mm，中心刀为38mm，边刀为20mm）以及实际施工需要，我们总结出了换刀规律。 1．1 分区域批合技刀 Ⅰ区ED／S51－ED／S55，V区ED／S17－ED／S24，Ⅱ区 ED／S56－ED／S－K65， Ⅵ区ED／S7－ED／S16，Ⅲ区ED／S39－ED／S50，Ⅶ区CCI－CC6至ED／S1—ED／S6，Ⅳ区ED／S25～ED／S38。 1．2 区域丞益焕刀 保持相邻刀具的高低差<=15mm，使刀盘上的刀具过渡平滑，刀具受力尽可能均衡。 1．3 保护性技刀 在刀盘的中心区域，由于刀具间距较大，中心刀和其相邻的ED／S1－ED／S6正滚刀需配合使用，使其每把刀的受载均衡不超载。在边刀及其过渡区的刀具，其刀刃与隧道中线不平行，具有一定的破岩夹角，受力复杂，且参与二次破岩。更换边刀时必须更换过渡区的正滚刀，这样将起到保护刮板和边刀的作用，延长其使用寿命。 1．4 扩孔刀更换 每次换边刀时必须扩孔。扩孔5－6次需更换1次扩孔刀。 1.5 特殊情况焕刀 指刀具漏油、刀圈断裂弦磨、对体被意外损坏、刀具螺栓松动断裂、挡目脱落等情况下必须换刀。2 改变原有回报规律和换刀规律的对策 刀具的磨损规律和施工情况决定了换刀规律，而刀具的磨损规律是由刀盘结构和刀具性能所决定的。但是现有的刀具更换规律显然对施工不利，在磨损峰值及其过渡区域内换刀重叠严重，而巨刀具消耗很快。造成刀具浪费和IBAI时间利用率低。见图2。 分析图2，可知在过渡区域换刀数量最大间隔时间最短，而且换刀必须分成两次更换该区域的刀具，不易操作，增加刀具消耗。为了改变现有换刀规律的缺陷，更加适应TBM施工，提高W快速四2刀具更换数量柱状回施工的效率，降低刀具消耗。我们设想两种办法 （1）改变刀盘结构，从而达到改变磨损规律和换刀规律。此种办法技术难度大、可操作性差目前国内尚不能进行。 （2）改变刀具的性能 a．改变刀圈的耐磨性能。目前我们使用的刀囵已是国际领先水平，短期内无法实现。 b.改变刀刃形状，从而达到改变其耐磨性能。有两条途径来实现，一是利用现有的边刀圈来代替正滚刀刀回在磨损较快的区域使用；其次，自行研制一种刀刃形状耐磨的刀圈，国内开发需较长的时间，可施工工期不允许。 经过研究边刀四刀刃比正浓刀刀团党，耐磨性能好。但是刀刃较宽而使刀间距减小，破岩石碴块小，消耗能量较多，可能影响TBM掘进速度。权衡利弊，还是取其耐磨性能好这一优点，达到优化换刀规律、减少刀具消耗。3 试验 3.1 试验区域的选择 根据刀具的磨损规律，换刀次数最多、磨损最快、重叠换刀较多的区域是最佳试验区域。 （1）中心刀由于设计结构问题，它的刀阔从未达到磨损极限，不在考虑之列； （2）正滚刀的中低刀号位置属典型的刀具磨损规律，且符合施工需要的换刀规律，无试验意义； （3）正滚刀高刀位区，也就是我们所说的边刀过渡区，该区域磨损最快，需重叠换刀较多换刀次数最多、最频繁。此区域是最佳试验区。此区域的刀具编号为 ED／S51—ED／S－

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