Narzędzia TBM i zasady urabiania skał

Obecnie noże stosowane w maszynach do drążenia tarczowego dzieli się ogólnie na dwie główne kategorie: noże skrobakowe i noże rolkowe.

Noże skrobakowe (skrobaki, zrywaki): Noże skrobakowe to noże urabiające skałę, które jedynie obracają się wraz z tarczą tnącą i nie obracają się wokół własnej osi. Istnieje wiele rodzajów noży skrobakowych. Obecnie powszechnie stosowane noże skrobakowe w maszynach do drążenia tarczowego obejmują skrobaki obwodowe, skrobaki, zęby łyżkowe, noże wstępne, noże zrywające, noże rybie ogony itp.

Noże rolkowe (noże tarczowe / rolki): Noże rolkowe to noże urabiające skałę, które nie tylko obracają się wraz z tarczą tnącą, ale jednocześnie obracają się wokół własnej osi.

Ze względu na kształt krawędzi tnącej noże rolkowe można podzielić na: noże zębate (zęby stalowe i zęby wkładkowe) oraz noże tarczowe (tarczowe noże z pierścieniem stalowym i tarczowe noże z pierścieniem wkładkowym).

W zależności od pozycji montażu, noże skrawające można podzielić na: noże środkowe, noże czołowe, noże obwodowe i noże rozwiercające.

Noże skrawające stosowane w maszynach do drążenia tarczowego to głównie noże tarczowe, które można dodatkowo sklasyfikować na warianty jednoostrzowe, dwuostrzowe i wieloostrzowe.

W zależności od zewnętrznej średnicy krawędzi skrawającej dzieli się je na specyfikacje takie jak 13, 15, 17 i 19 cali, przy czym obecnie najszerzej stosowana jest seria 17-calowa. (Cale: 1 cal = 25,4 mm; 17 cali = 17 x 25,4 mm).

Pod naciskiem wywieranym przez siłowniki hydrauliczne wzdłużne, tarcza skrawająca wymusza wgłębianie się zamontowanych na niej noży tarczowych w skałę. Napędzana przez układ obrotowy, tarcza skrawająca niesie ze sobą noże rolkowe, które obracają się wokół osi centralnej tarczy skrawającej. Jednocześnie każdy nóż rolkowy obraca się wokół własnego wału noża, powodując ciągłe toczenie się i kruszenie skały przez noże na powierzchni skalnej. Tarcza skrawająca przykłada zarówno siłę nacisku, jak i siłę toczenia (moment obrotowy) do pierścieni noży. Siła nacisku wciska pierścień noża w masyw skalny, podczas gdy siła toczenia powoduje przetaczanie się pierścienia noża po nim. Poprzez działanie wyciskania i ścinania noży rolkowych na masyw skalny, skała ulega pękaniu, wycinając szereg koncentrycznych okręgów na powierzchni skalnej.