盾構(gòu)刀具磨損

1、1盾構(gòu)刀具磨損盾構(gòu)刀具磨損北京固本科技有限公司胡建平根據(jù)北京地區(qū)地層中含有大量砂卵石的特點(diǎn)，對(duì)盾構(gòu)刀具磨損進(jìn)行了失效分析，發(fā)現(xiàn)其失效原因主要是沖擊和高應(yīng)力磨粒磨損。針對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀具的再制造，開發(fā)了一種堆焊藥芯焊絲北京固本耐磨焊絲。再制造刀具的刃口堆焊層無裂紋，堆焊層硬度：HRC6062無裂紋。再制造刀具的壽命高于進(jìn)口刀具。盾構(gòu)刀具形式按照工程地質(zhì)條件和施工控制要求，可分為面板式和輻條式。北京地區(qū)目前地鐵隧道施工中應(yīng)用的是輻條式[12]，見

2、圖1。文中主要是針對(duì)盾構(gòu)機(jī)周邊刀失效及其修復(fù)再制造進(jìn)行究。周邊刀（見圖2）的刀體是德國產(chǎn)鋼號(hào)為St52–3的鋼材[2]，其性能相當(dāng)于國產(chǎn)的低碳鋼Q235。刃口為堆焊層，堆焊層內(nèi)釬焊有球齒，球齒材料為硬質(zhì)合金。1盾構(gòu)機(jī)刀具的失效分析盾構(gòu)機(jī)刀具的失效分析北京地鐵五號(hào)線盾構(gòu)試驗(yàn)段屬于砂卵石地層，沙礫含量大，見圖3。地層中石英含量高達(dá)45%以上，石英沙是“很好”的磨料，使刀具磨損速度加快。如北京地鐵五號(hào)線盾構(gòu)試驗(yàn)段雍和宮站至張自忠站左線1510

3、m為砂卵石及粘土混合地層，掘進(jìn)過程中更換了5批刀具。33.堆焊藥芯焊絲的成分及堆焊層金屬組織堆焊藥芯焊絲的成分及堆焊層金屬組織由盾構(gòu)機(jī)刀具的工況可知，刀具既要具備較高的硬度以抵御高應(yīng)力的磨粒磨損，又要有足夠的韌性來吸收砂卵石的沖擊。所以選擇C–Mn–Si–Nb–V等元素組成的合金系設(shè)計(jì)了北京固本耐磨焊絲。它可以保證在焊前無需預(yù)熱、焊后不必?zé)崽幚淼臈l件下，使得堆焊層焊后無裂紋，硬度達(dá)到64HRC藥芯焊絲熔敷金屬的主要成分：熔敷金屬化學(xué)成分

4、：碳C錳Mn硅Si鈮Nb鎢V其他1%1.2%0.8%7%5%3%4.盾構(gòu)刀具磨損情況盾構(gòu)刀具磨損情況總結(jié)盾構(gòu)機(jī)周邊刀修復(fù)經(jīng)驗(yàn)，選擇了35鋼作為再制造刀具的本體，刀體經(jīng)DG7堆焊后，在刃口堆焊層中釬焊入球齒。再制造的周邊刀于2005年7月底投入北京地鐵五號(hào)線盾構(gòu)試驗(yàn)段北新橋站至雍和宮站右線隧道掘進(jìn)施工，其地質(zhì)條件與使用進(jìn)口周邊刀的左線基本相同。到2005年11月開倉檢查更換刀具，累計(jì)完成420m的掘進(jìn)。刀具磨損情況見圖7、圖8?？梢?，進(jìn)口

5、刀具體積磨損量達(dá)到一半以上，有兩個(gè)安裝孔損壞；而再制造刀具不到十分之一。在基本相同的地層條件下，再制造刀具的推進(jìn)里程比進(jìn)口刀具要高出20%?？梢娫僦圃斓毒叩氖褂脡勖獌?yōu)于進(jìn)口刀具。5結(jié)論(1)盾構(gòu)機(jī)刀具在砂卵石地層施工中，主要的失效形式為：沖擊破壞、犁溝式磨料磨損和碾壓磨損。(2)北京固本耐磨焊絲的堆焊層焊態(tài)硬度64HRC，堆焊層焊后無裂紋。通過調(diào)整焊接工藝，使用該焊絲制備盾構(gòu)機(jī)刀具，可實(shí)現(xiàn)焊前不預(yù)熱、焊后不用熱處理，工藝簡(jiǎn)單便于現(xiàn)場(chǎng)使