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盾构机刀盘材料 ① 盾构刀盘设计 ⑥ 第一章 盾构刀盘设计综述 ⑩ 盾构机刀盘材料一、盾构刀盘工程概况 盾构机刀盘磨损原因:外缘刮刀基体耐磨性不够，磨损后造成硬质合金脱落，从而使刀盘承受直接磨损，另外绞龙的耐磨性对刀盘和轴承止水密封面的磨损有间接影响。转场后将要面临更为严峻的地质构造。本次修复需要综合考虑以上问题，制定合理的堆焊修复盾构机刀盘材料，恢复刀盘原有外型尺寸，有效减少非正常磨损，保证后续正常的施工质量和进度。 二、修复工艺以及盾构机刀盘材料选择 1、设计尺寸： 主视图外径Ф6260mm，剖视图B-B显示：环带直径6230mm，刀盘厚度为450mm，耐磨环带宽度160 mm厚度50mm，耐磨块原有数量56块均匀分布。 2、磨损情况： 周边磨损是所有盾构机的共同点，单边磨损量平均约10mm。包括刀盘A-A剖视图斜面。盾构刀盘弧面镂空。主切刀部分磨损严重，需连同刀座一起更换。 3、盾构机刀盘材料选用： 考虑到母材为Q235，属于中碳钢，本次耐磨堆焊必须采用抗裂性优良的焊材打底，故而选用北京固本焊丝打底材料。为适应耐磨需要，耐磨层选用打击硬化材料，在盖面时采用高铬铸铁材料做盖面层，同时采用高铬铸铁材料焊接网格增加初期耐磨性。 4、测量工具： 制作辅助测量工具，以便对直径测量。 5、焊前处理： 焊接表面清洁，彻底去除泥沙、油渍，检查是否存在裂纹。 6、裸露结构部分需覆盖20MM厚钢板，然后按图纸尺寸恢复刀座位置焊接（预先割除原有边刮刀和耐磨块），其余部位除焊接耐磨块之外还要加装先行刀，包括面板，均匀分布。耐磨块材质依据提供封样样块。先行刀焊接26把。耐磨群板的割除和更换。 7、焊接打底层： 使用氧乙炔局部预热至250℃，奥氏体焊材打底焊接两层。圆周分为6段，采用对角交叉焊接以避免变形， 8、堆焊耐磨层： 采用固本耐磨焊丝进行堆焊。 9、堆焊盖面层： 采用高铬铸铁材料继续堆焊至设计尺寸。 10、堆焊网格： 刀盘内侧搅拌筋板拉网堆焊。 刀盘周圈环块堆焊至设计尺寸。 推进面堆焊耐磨网格，材料高铬铸铁材料，间距80*80mm，焊缝高度5mm。 11、堆焊顺序： 四名焊工围绕周围均匀分布，同时焊接，要求工作内容相同。 12、完工验收： 测量焊接后的尺寸，测量周径允差＋－5mm。面板网格高度。刀座位置与中心尺寸. 场地作业条件配合，工棚、水电、照明、动力电源、仓库、吊运、技术部沟通协调、 13、焊材选用： 选用北京固本耐磨焊丝进行堆焊焊接，具有极高的抗磨损性能，完全可以满足低应力高磨损的要求。三、盾构机刀盘焊接材料参数和工艺： 焊丝直径 1.6mm 焊接电流 240-280A 焊接电压 26-31V 保护气体 纯二氧化碳 熔敷金属化学成分： 碳C 锰Mn 硅Si 铌Nb 钨V 其他 1% 1.2% 0.8% 7% 5% 3% 四、总结 采用北京固本耐磨焊丝，产品焊接在盾构机刀盘上可形成硬度HRC60的耐磨层，延长截齿工作寿命提高工作效率。从而使盾构刀盘不用承受直接磨损，恢复刀盘原有外型尺寸，有效减少非正常磨损，保证后续正常的施工质量和进度。 投稿日期：2011年10月22日 盾构刀盘设计 盾构机是一种用于隧道暗挖施工 ,具有金属外壳 ,壳内装有整机及辅助设备 ,在钢壳体掩护下进行土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等作业 ,而使隧道一次成形的机械。盾构机按掘进方式分为人工、半机械和机械化形式。目前机械化盾构发展较快 ,它由刀盘旋转切削地层 ,采用螺旋输送机或泥浆管运送渣土 ,在壳体内拼装预制管片 ,依靠液压千斤顶推进。 盾构机在地下开挖中会遇到各种不同地层 ,从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等。在开挖中刀盘受力复杂 ,工作环境恶劣。刀盘的质量关系到开挖效率、使用寿命、工程费用及盾构施工的成败。然而 ,由于刀盘不可避免的磨损往往给工程带来干扰和隐患 ,这就需要在短时间内对盾构机刀盘磨损进行焊接修复 ,从而为盾构机开始新的掘进任务提供良好的设备条件。 1.刀盘布置及磨损分析 1. 1　刀盘布置 刀盘的结构既要考虑刀盘的开挖性能 ,又要考虑渣土的流动性及掌子面的稳定性。刀具的布置方式需要充分考虑工程地质情况。本工程中盾构主要穿越砂性土 ,砂性土摩擦阻力大 ,渗透性强,在盾构的推进挤压下水分很快排出 ,土体强度提高 ,故不仅盾构推进摩擦阻力大 ,而且开挖面土压力也较大 ,对刀盘的磨损会比较严重。另外 ,盾构土仓内刀具切削下来的砂土不易搅拌成均匀的塑流体 ,因此需要设置渣土改良设备。鉴于上述工程实际情况 ,本工程盾构机采用了如图 1所示的辐板式刀盘。盾构刀盘由钢结构件焊接而成 ,目前其主流形