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1、盾构机盘刀一、盾构机盘刀磨损概况盾构机盘刀磨损主要原因为隧道穿越的地层主要为粘土沙，其中夹杂中粗砂、砾砂、卵石，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。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,
2、从而为盾构机开始新的掘进任务提供良好的设备条件.二、盾构机盘刀修复方案从盾构机盘刀磨损情况来看,由于刀盘本体基本完好,大部分刀具磨损在容许范围内,剩余刀刃高度能够满足右线掘进任务,没有必要更换整个刀盘或者是全部刀具,只需要对磨损的刀盘本体和刀具进行焊接修复和更换,即可保证盾构机正常进行下阶段的掘进施工。刀盘修复的原则是保证修复后的刀盘本体性能不低于原设计制造的水平,保证更换的刀具与出厂配备的刀具性能相匹配。为此,在深入分析和研究之后,决定采取以下焊接修补方案。1对刀盘本体外缘侧板环面,采用埋弧堆焊的方式,首先填平一圈凹槽
3、,然后堆焊整个侧板环面,在环面上形成一圈耐磨层,使得刀盘本体直径恢复到出厂时的6240mm。2刀盘外周边缘的倒角磨损采用加焊一圈耐磨钢板的方式对其进行恢复补强。钢圈外径为6240mm,内径5920mm,厚度30mm。钢圈面与刀盘本体面平齐,钢圈与刀盘本体焊接采用二氧化碳保护焊,用埋弧堆焊把钢圈与刀盘面板之间的缝隙和钢圈与刀盘外缘侧板环面之间的凹槽填平。钢圈表面采用二氧化碳保护焊堆焊栅格状的耐磨金属条。3磨损刀具的更换。刀具与刀盘连接方式有2种,一种是直接焊接在辐板上,另一种是通过基座与辐板螺栓连接。对于直接焊接在辐板上损
4、坏的刀具而言,需要用氧炔焰把损坏的刀具从根部切割,然后打磨平,在原位置焊接相应的刀具。对于经由基座与刀盘辐板螺栓连接的刀具,如果基座完好,则在清除基座污泥的基础上,直接用螺栓把刀具固定在上面。如果基座也被损坏,则需要把新的基座焊接在辐板上,然后再用螺栓把刀具固定在基座上。基座与刀盘辐板的焊接采用二氧化碳保护焊,焊缝高度采用5层8mm,以提高基座与刀盘本体的连接强度。刀具材质为硬质合金,其强度不低于原装刀具。4刀盘中心部位磨损较小,采用二氧化碳保护焊,用北京固本耐磨焊丝堆焊栅格状的耐磨层,厚度控制在5～10mm。三、盾构机
5、盘刀修复工艺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160mm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、焊材选用：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作为打底材料。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
6、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
7、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
8、全可以满足低应力高磨损的要求。五、盾构刀盘修复材料焊接参数和工艺：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%六、总结本次修复采用北京固本耐磨焊丝，制定合理的堆焊盾构机刀盘修复工艺，恢复盾构机刀盘原有外
