Ferramentas de TBM e Princípios de Quebra de Rocha

Atualmente, as fresas utilizadas nas máquinas de escavação de túneis com escudo são geralmente divididas em duas categorias principais: fresas de raspagem e fresas de rolos.

Fresas de Raspagem (Raspadores, Ripadores): As fresas de raspagem referem-se a fresas de quebra de rocha que apenas giram com a cabeça de corte e não giram em torno do próprio eixo. Existe uma grande variedade de fresas de raspagem. Atualmente, as fresas de raspagem comumente utilizadas nas máquinas de escavação de túneis com escudo incluem raspadores de bitola, raspadores, dentes de caçamba, pré-cortadores, cortadores de ripagem, cortadores cauda de peixe, etc.

Fresas de Rolos (Cortadores de Disco / Rolos): As fresas de rolos referem-se a fresas de quebra de rocha que não apenas giram com a cabeça de corte, mas também giram simultaneamente em torno do próprio eixo.

De acordo com a forma da aresta de corte, as fresas de rolos podem ser divididas em: cortadores dentados (dentes de aço e dentes com insertos) e cortadores de disco (cortadores de disco com anel de aço e cortadores de disco com anel de insertos).

De acordo com a posição de instalação, os cortadores de rolo podem ser divididos em: cortadores centrais, cortadores de face, cortadores de bitola e cortadores de alargamento.

Os cortadores de rolo usados em máquinas de escavação de túneis com escudo são principalmente cortadores de disco, que podem ser ainda classificados em variantes de borda única, borda dupla e multiborda.

De acordo com o diâmetro externo da borda de corte, eles são divididos em especificações como 13, 15, 17 e 19 polegadas, sendo a série de 17 polegadas a mais amplamente utilizada atualmente. (Polegadas: 1 polegada = 25,4 mm; 17 polegadas = 17 x 25,4 mm).

Sob o impulso aplicado pelos cilindros hidráulicos longitudinais, a cabeça de corte força os discos de corte montados nela a penetrar na rocha. Acionada pelo sistema de rotação, a cabeça de corte carrega os cortadores rolantes para girar em torno do eixo central da cabeça de corte. Ao mesmo tempo, cada cortador rolante gira em torno do seu próprio eixo de corte, fazendo com que os cortadores rolem e esmaguem continuamente na face da rocha. A cabeça de corte aplica tanto força de impulso quanto força de rolamento (torque) aos anéis de corte. A força de impulso força o anel de corte a penetrar na massa rochosa, enquanto a força de rolamento faz com que o anel de corte role sobre ela. Através das ações de extrusão e cisalhamento dos cortadores rolantes sobre a massa rochosa, a rocha é fraturada, cortando uma série de círculos concêntricos na face da rocha.