ساخته شده در 09.04

مؤلفه اصلی حفاری TBM – ابزار برش

جزء اصلی حفاری تونل TBM – ابزار برش

ترکیب TBM – ابزارهای برش

ابزارهای برش TBM برای حفاری و ماشین‌کاری توده‌های سنگ و خاک استفاده می‌شوند؛ آن‌ها هم یک جزء حیاتی و هم مستعد سایش در ماشین حفاری تونل (TBM) هستند.

وضعیت عملکردی آنها به‌طور مستقیم بر راندمان حفاری ماشین حفر تونل (TBM) و همچنین هزینه حفاری تونل تأثیر می‌گذارد. ابزارهای برشی TBM عمدتاً شامل دیسک‌برها، برش‌های دندانه‌دار، خراشنده‌ها و سایر انواع هستند. بر اساس موقعیت آن‌ها در سر برش، این ابزارها به برش‌های مرکزی، برش‌های سطحی و برش‌های جانبی طبقه‌بندی می‌شوند. برش مرکزی در مرکز سر برش قرار دارد؛ برای TBMهای سنگ سخت و ماشین‌های سپری ترکیبی، برش مرکزی معمولاً از یک یا چند دیسک‌بر دولبه استفاده می‌کند، در حالی که برش‌های سطحی و برش‌های جانبی از دیسک‌برهای تک‌لبه بهره می‌برند.

۱. برش دیسکی

دیسک برش ابزاری است که معمولاً توسط ماشین‌های حفاری تمام‌مقطع (TBM) برای حفاری توده‌های سنگی استفاده می‌شود؛ این ابزار عمدتاً از حلقه برش، بدنه برش، آب‌بند بدنه برش و محور برش تشکیل شده است. بسته به تعداد حلقه‌های برش نصب‌شده روی بدنه برش، می‌توان برش را به صورت تک‌لبه، دولبه یا چندلبه پیکربندی کرد. در میان این‌ها، دیسک برش تک‌لبه در حال حاضر پرکاربردترین نوع برش در کاربردهای TBM تمام‌مقطع است و در عمل مهندسی به عنوان مؤثرترین روش برای شکستن سنگ اثبات شده است.

در حین عملیات، تحت تأثیر نیروی رانش و گشتاور دستگاه، حلقه برشی تیغه فرز چهرهای دیسکی به توده سنگ نفوذ میکند و فرآیند شکست سنگ از طریق تماس غلتشی پیوسته با توده سنگ انجام میشود. تیغه فرز چهرهای دیسکی عمدتاً از مواد فولادی ویژه ساخته میشود؛ کل ابزار—بهویژه حلقه برشی آن—باید دارای استحکام، سختی، چقرمگی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر دمای بالا کافی باشد.

شکل | نمودار ساختار تیغه فرز دیسکی

با پیشرفت مداوم فناوری و افزایش استفاده از مواد با استحکام بالا، قطر دیسک‌های برش و بارهای وارد بر آن‌ها به‌طور پیوسته در حال افزایش بوده است. قطر برش‌ها از ۱۱ اینچ، ۱۲ اینچ، ۱۴ اینچ، ۱۵.۵ اینچ، ۱۶.۵ اینچ، ۱۷ اینچ و ۱۹ اینچ تا حداکثر ۲۰ اینچ (۵۰۰ میلی‌متر) متغیر است؛ بارهای متناظر با آن‌ها در جدول ۲.۴ نشان داده شده است. در حال حاضر، برش‌هایی با قطر ۱۷ اینچ یا ۱۹ اینچ بیشترین کاربرد را دارند. استفاده از دیسک‌های برش با قطر بزرگ امکان افزایش مناسب فاصله بین برش‌ها روی سر برش‌دهنده را فراهم می‌کند، تعداد برش‌های مورد نیاز را کاهش می‌دهد و نیروی پیشران سر برش‌دهنده را تقویت می‌کند. این امر نه‌تنها بازدهی سنگ‌شکنی را بهبود می‌بخشد، بلکه عمر مفید ابزارهای برش را نیز افزایش می‌دهد، دفعات تعویض برش در حین حفاری تونل را کاهش می‌دهد و در نتیجه زمان کل حفاری را افزایش داده و بازدهی کلی حفاری را بهبود می‌بخشد.

شکل | نمودار شماتیک مکانیزم شکست سنگ با استفاده از تیغه غلتشی

تیغههای فرز دیسکی اولیه دارای مقطع حلقهای برش Vشکل بودند که زوایای لبه برش آنها معمولاً ۶۰، ۷۵، ۹۰ یا ۱۲۰ درجه تنظیم میشد. زوایای لبه برش بزرگتر عموماً هنگام حفاری سنگ سخت به کار میرفتند، در حالی که زوایای کوچکتر برای سازندهای سنگی نرمتر استفاده میشدند. با این حال، به دلیل سایش سریع و استعداد بالای شکست مرتبط با طراحی حلقه برش Vشکل، که هزینههای حفاری تونل را افزایش میداد، این طراحی به تدریج با حلقههای برش دارای سطوح برش متداول جایگزین شد.

شکل | ابزار برش

۲. برش دندانه‌دار

برش دندانه‌دار عمدتاً برای حفاری لایه‌های خاک نرم مانند لایه‌های شنی، سیلتی یا رسی استفاده می‌شود؛ این ابزار به‌عنوان ابزار اصلی حفاری برای ماشین‌های سپری و ماشین‌های سپری ترکیبی عمل می‌کند. برش دندانه‌دار روی صفحه کاترhead نصب می‌شود؛ اصل عملکرد آن با برش دیسکی متفاوت است – به‌جای غلتیدن روی سطح تونل برای شکستن سنگ، برش دندانه‌دار مواد حفاری‌شده را هنگام چرخش کاترhead و با پیشرانش کاترhead حفاری می‌کند.

شکل | تیغه

۳. تیغه

اسکراپر که به دو دستهٔ اسکراپر جلویی و اسکراپر لبه‌ای تقسیم می‌شود، به‌عنوان ابزار حفاری برای ماشین‌های سپر و ماشین‌های سپر ترکیبی عمل می‌کند. اصل برش اسکراپر جلویی نسبتاً ساده است: از نیروی رانشی منتقل‌شده از سر برش برای نفوذ به خاک در سطح حفاری استفاده می‌کند؛ با چرخش سر برش، اسکراپر تحت تأثیر نیروی مماسی خاک را برش می‌دهد. اسکراپر لبه‌ای که در لبهٔ سر برش قرار دارد، خرده‌سنگ‌های حفاری‌شده توسط دیسک‌کاتر را جمع‌آوری می‌کند؛ با چرخش سر برش، این خرده‌سنگ‌ها از طریق مجرای روی سر برش به نوار نقاله منتقل می‌شوند.

Contact

Leave your information and we will contact you.

No.38, Wei 2nd Road, Phoenix Industrial Park, Dongchangfu District, Liaocheng City, Shandong Province

+86 182 2382 6535

sales@xinruishanhe.com

Contact Us

Products

TBM Disc Cutters

Pipe Jacking Machine Disc Cutters

Soft Ground Tools

Mining Tools——Cutter Picks:

Boom-type Roadheader Picks

Shearer Pick

Hydraulic Roof Bolter and Drills

Accessoires