刀具的分類課件

刀具的分類盾構(gòu)機(jī)的刀具一般分為刮削刀和滾刀兩種，其余為輔助刀具。刮削刀時(shí)指只隨刀盤轉(zhuǎn)動而不自轉(zhuǎn)的刀具，他包括有邊刮刀、刮刀、切刀、齒刀、先行刀、仿形刀等滾動刀具是指既隨刀盤轉(zhuǎn)動，還同時(shí)自轉(zhuǎn)的刀具。根據(jù)形狀可分為：齒形滾刀和盤型滾刀。盤型滾刀又又單刃、雙刃和多刃。凱宮隧道機(jī)械有限公司刀具的分類盾構(gòu)機(jī)的刀具一般分為刮削刀和滾刀兩種，其余為輔助刀1齒刀

齒刀主要有刀體、端部硬質(zhì)合金刀片和背部球齒構(gòu)成。他上面有兩個(gè)切削刃，可以滿足刀盤正轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)切削的需要。在較軟底層，齒刀可以代替滾刀來切削，但是外緣滾刀不能更換為齒刀。滾刀在較軟底層容易出現(xiàn)弦磨凱宮隧道機(jī)械有限公司齒刀 齒刀主要有刀體、端部硬質(zhì)合金刀片和背部球齒構(gòu)成。凱宮隧2刮刀

刮刀是用硬質(zhì)合金鋼做的刀頭，高耐磨合金鋼作為刀體，他既具有切削功能和具有裝載功能。刮刀是由刀座、刀體和刀刃，三部分組成刀座是和刀盤連接的部分：連接方式分為焊接式、螺栓連接、插銷連接等。刀刃是刮刀刮削巖土和保護(hù)刀體不被磨損的關(guān)鍵部位。刀體材料是德國鋼號ST52-3鋼材相當(dāng)于國產(chǎn)的Q345。刮刀表面常采用表面硬化技術(shù)或局部堆焊凱宮隧道機(jī)械有限公司刮刀 刮刀是用硬質(zhì)合金鋼做的刀頭，高耐磨合金鋼作為刀體，他既3邊緣刀邊緣刀的迎土面焊有球齒，材料為硬質(zhì)合金，主要用于承受沙粒、卵石的磨損與沖擊。凱宮隧道機(jī)械有限公司邊緣刀邊緣刀的迎土面焊有球齒，材料為硬質(zhì)合金，主要用于承受沙4超前刀顧名思義，超前刀即為先行切削土體的刀具他在設(shè)計(jì)中主要考慮與切削刀組合工作，刀具切削土體時(shí)，超前刀在切削刀切削土體之間先行切削土體，將土體分割成塊，創(chuàng)造了良好的切削條件，顯著的提升切削土體的流動性。凱宮隧道機(jī)械有限公司超前刀顧名思義，超前刀即為先行切削土體的刀具凱宮隧道機(jī)械有限5魚尾刀魚尾刀其一讓盾構(gòu)機(jī)分兩步切削土體利用魚尾先行切削中心部位小圓斷面，從而擴(kuò)大到全斷面切削土體，所以一般魚尾刀比普通的切削刀高600mm。還有魚尾刀根部設(shè)計(jì)成錐型，在切向和徑向運(yùn)動的基礎(chǔ)上，又增加了一項(xiàng)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動凱宮隧道機(jī)械有限公司魚尾刀魚尾刀其一讓盾構(gòu)機(jī)分兩步切削土體利用魚尾先行切削中心部6仿形刀（超挖刀）仿形刀也叫超挖刀主要功能是根據(jù)超挖多少和超挖范圍要求，盾構(gòu)機(jī)在轉(zhuǎn)彎和糾偏時(shí)，由仿形刀超挖切削土體創(chuàng)造所需空間，保證盾構(gòu)機(jī)在超挖少對周邊土體干擾少的情況下實(shí)現(xiàn)曲線推薦和順利轉(zhuǎn)彎及其糾偏。圖凱宮隧道機(jī)械有限公司仿形刀（超挖刀）仿形刀也叫超挖刀主要功能是根據(jù)超挖多少和超挖7滾刀滾刀主要由刀圈、刀體、刀軸、軸承、金屬浮動密封環(huán)、刀蓋及連接螺栓等組成。硬巖滾刀破巖主要分為以下幾個(gè)步驟：1)擠壓階段2)起裂階段3)破碎階段滾刀主要用于較硬巖石土層凱宮隧道機(jī)械有限公司滾刀滾刀主要由刀圈、刀體、刀軸、軸承、金屬浮動密封環(huán)、刀蓋及8擠壓階段

滾刀在高推力作用下，切入巖石表面(切入深度1-10/15mm，取決于巖體強(qiáng)度)，同時(shí)巖面產(chǎn)生局部變形及很高的接觸應(yīng)力。并在此應(yīng)力作用下，刀刃與巖石接觸部分的巖體產(chǎn)生粉碎區(qū)，即應(yīng)力核心區(qū)。此核心區(qū)深度越深、范圍越大對提高破巖效率越明顯。凱宮隧道機(jī)械有限公司擠壓階段滾刀在高推力作用下，切入巖石表面(切入深度9起裂階段沿粉碎區(qū)周邊應(yīng)力大于巖體的抗拉強(qiáng)度或抗剪強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生張拉裂縫。該裂縫是滾刀能否破巖的先訣條件。在應(yīng)力核心區(qū)下層是應(yīng)力過渡區(qū)，該區(qū)為應(yīng)力衰減區(qū)，對巖體裂縫的產(chǎn)生不起控制性作用。在刀刃正下方分布有主裂縫，由于其方向與破巖方向一致，因此也不能顯著地提高破巖效率，但能加大下個(gè)循環(huán)中壓入階段應(yīng)力范圍凱宮隧道機(jī)械有限公司起裂階段沿粉碎區(qū)周邊應(yīng)力大于巖體的抗拉強(qiáng)度或抗剪強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)10破碎階段當(dāng)相鄰滾刀的間距使起裂階段產(chǎn)生的裂縫相互連通時(shí)，表面部分巖體便被裂縫分割，形成碎片并脫離開挖面。凱宮隧道機(jī)械有限公司破碎階段當(dāng)相鄰滾刀的間距使起裂階段產(chǎn)生的裂縫相互連通時(shí)，表面11盤型滾刀的材料和性能根據(jù)刀圈的工作條件，刀圈材料應(yīng)滿足以下性能：

1)高的屈服強(qiáng)度，避免刀刃端在高應(yīng)力下壓潰變形；

2)足夠高的硬度，增加耐磨性，減少刀圈磨損；

3)良好的沖擊韌性，提高材料裂紋擴(kuò)展功，防止刀圈裂開；

4)良好的抗回火性能，提高材料的熱穩(wěn)定性，保證刀圈在熱裝和滾壓巖體過程中不降低硬度。

5)良好的熱加工和冷加工的工藝性能，材料成本低，制造方便，提高產(chǎn)品合格率。目前的滾刀刀圈有兩大類：整體耐磨鋼材料和鑲有硬質(zhì)合金球齒的刀具材料。整體耐磨鋼刀圈材料主要以合金工具鋼為主，也有合金結(jié)構(gòu)鋼，它的特點(diǎn)是可以承受較大的沖擊，并具有較高的耐磨性能，刀具制造費(fèi)用較低，適用地層范圍廣，從軟巖、中硬巖到硬巖都可選用。

凱宮隧道機(jī)械有限公司盤型滾刀的材料和性能根據(jù)刀圈的工作條件，刀圈材料應(yīng)滿足以下性12圓錐滾子軸承這類軸承采用錐形滾柱和滾道，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1)能同時(shí)承受徑向載荷和軸向推力；2)就相同的軸承尺寸而言，承載能力更大，相對壽命更長；3)調(diào)節(jié)性能：不管是軸向游隙還是預(yù)加負(fù)荷，均能按設(shè)計(jì)要求達(dá)到最佳性能；4)其錐型結(jié)構(gòu)而固有的自動移油特點(diǎn)，能從滾道接觸區(qū)域除去任何微粒沾染物，大大降低了受工作環(huán)境污染物的影響；5)與其他類型的磙子軸承相比，因純滾動效果較佳，摩擦系數(shù)減少，速度提高；6)由于其內(nèi)外滾道可分離，安裝和拆卸十分簡便；凱宮隧道機(jī)械有限公司圓錐滾子軸承這類軸承采用錐形滾柱和滾道，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：凱宮13刀盤刀具布置原則1)刀具覆蓋整個(gè)斷面；2)使刀盤受力均衡、振動小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；3)盡量使各刀具磨損均勻、盡量使?jié)L刀純滾動，即刀具母線過刀盤中心；4)有利于保證掘進(jìn)直徑；5)方便排除巖土；6)便于裝拆和檢查修理。凱宮隧道機(jī)械有限公司刀盤刀具布置原則1)刀具覆蓋整個(gè)斷面；凱宮隧道機(jī)械有限公司14盾構(gòu)機(jī)刀具的選用原則1)適應(yīng)地層，能快速掘進(jìn);2)刀具費(fèi)用少;3)安全性;4)破碎每一單位體積巖石動力消耗少.凱宮隧道機(jī)械有限公司盾構(gòu)機(jī)刀具的選用原則1)適應(yīng)地層，能快速掘進(jìn);凱宮隧道機(jī)械15盾構(gòu)機(jī)刀盤常見結(jié)構(gòu)刮刀類刀盤適用于軟土及沙卵石地層，一般中心布魚尾中心刀，正面布切削刀，邊沿布邊刮刀，根據(jù)地層的實(shí)際情況決定是否布先行刀。滾刀類刀盤適用于全斷面巖層，特別是中硬以上地層，目前主要是17盤型滾刀。復(fù)合型刀盤適用于軟硬不勻的地層,特點(diǎn)是即可安裝滾刀,也可安裝切削刀,在城市地鐵和市政工程盾構(gòu)施工中常見。凱宮隧道機(jī)械有限公司盾構(gòu)機(jī)刀盤常見結(jié)構(gòu)刮刀類刀盤適用于軟土及沙卵石地層，一般中心16影響刀盤上刀的數(shù)量的因素

1)鉆孔直徑；2)巖石性質(zhì)；3)刀盤總推力；4)盤形滾刀尺寸；5）刀盤轉(zhuǎn)速凱宮隧道機(jī)械有限公司影響刀盤上刀的數(shù)量的因素 1)鉆孔直徑；凱宮隧道機(jī)械有限公17刀具排列的方式第一種為刀具整體連續(xù)排列方式，因其切削阻力較大，盾構(gòu)機(jī)密封艙內(nèi)土體流動性差，現(xiàn)已很少使用，僅偶爾在切削阻力小的淤泥質(zhì)地層中采用；第二種為刀具牙型交錯連續(xù)排列方式，因其切削阻力小、切削效率高、密封艙內(nèi)土體流動性好和易攪拌而被廣泛使用。目前世界上基本均采用牙型交錯連續(xù)排列方式。凱宮隧道機(jī)械有限公司刀具排列的方式第一種為刀具整體連續(xù)排列方式，因其切削阻力較大18滾刀的允許磨損量對于復(fù)合地層中的硬巖，首先通過盤形滾刀進(jìn)行破巖。雙滾刀一般允許磨損量為25mm，邊滾刀為15mm，因此滾刀的伸出高度一般比切刀要大，海瑞克盾構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)滾刀的伸出高度35mm，保證滾刀在磨損情況下仍能避免切刀進(jìn)行破巖，保證切刀使用壽命。邊滾刀的允許磨損量為15mm，因此開挖洞徑的允許變化量為3Omm。當(dāng)邊刀不采用滾刀時(shí)，盾構(gòu)開挖洞徑的允許變化量為20mm。凱宮隧道機(jī)械有限公司滾刀的允許磨損量對于復(fù)合地層中的硬巖，首先通過盤形滾刀進(jìn)行破19防泥餅措施正面滾刀都高出刀盤面175mm，為開挖面破除下來的碴土留出了足夠的出碴空間；齒刀高出刀盤面16Omm，切刀高出刀盤面140mm這樣盾構(gòu)在復(fù)合地層中掘進(jìn)時(shí)，能使刀盤前方切削下來的碴土有較大的流動空間，有利于刀盤前方碴土的流動。同時(shí)，由于滾刀高出刮刀35mm，齒刀高出刮刀20mm，因此，在硬巖地段掘進(jìn)時(shí)刮刀受到滾刀和齒刀的保護(hù)，正面滾刀的最大磨損量為可達(dá)50mm，切刀的最大磨損量則為20mm。凱宮隧道機(jī)械有限公司防泥餅措施正面滾刀都高出刀盤面175mm，為開挖面破除下來的20

幾種刀具的推薦使用范圍分類抗壓強(qiáng)度MPa典型巖石刀具型式軟土,軟巖＜45頁巖粘土泥巖刮刀;齒刀;楔齒滾刀中軟