據(jù)鉆具廠家聊城三力機(jī)械公司分析，對(duì)于盾構(gòu)機(jī)來(lái)說(shuō)，掘削系統(tǒng)即是掘削刀盤(pán)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。掘削系統(tǒng)對(duì)于盾構(gòu)機(jī)的施工效果有著決定性的影響,而且選擇的差異對(duì)盾構(gòu)機(jī)造價(jià)也有著很大的影響,刀盤(pán) 選型可以影響到總造價(jià)的4%～8%,尤其掘削設(shè)備的裝備扭矩是盾構(gòu)機(jī)最基本的參數(shù)之一。盾構(gòu)機(jī)掘削刀盤(pán)即作轉(zhuǎn)動(dòng)或搖動(dòng)的盤(pán)狀掘削器，由掘削地層的刀具，穩(wěn)定掘削面的面板，出土槽口，轉(zhuǎn)動(dòng)或搖動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，軸承機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。
一、盾構(gòu)磨損的影響因素
在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)力作用下盾構(gòu)刀具對(duì)開(kāi)挖面土體產(chǎn)生一定壓力。隨著刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)，刀具與土砂磨料摩擦，從而產(chǎn)生磨損。刀具的磨損與地質(zhì)條件、盾構(gòu)刀具材質(zhì)及其在刀盤(pán)上的安裝位置有關(guān)，并且隨著 刀具掘削里程的增加而增大。布置在刀盤(pán)周邊的刀具由于線(xiàn)速度大，切削路線(xiàn)長(zhǎng)，因而磨損快、易折斷、壽命短。刀具損壞的主要形式有刀具的磨耗和脫落。刀具的 磨耗受材質(zhì)、硬度、作用的推力以及地質(zhì)條件和刀具切人深度、速度、時(shí)間的影響;刀具脫落主要與安裝方法有關(guān)，施工時(shí)也受刀柄的磨耗和礫石、障礙物的影響。盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)中會(huì)遇到各種不同地層，從淤泥、黏土、砂層、砂卵石層到軟巖及硬巖等。開(kāi)挖過(guò)程中刀具受力復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣。刀具的磨損與施工地層密切相關(guān)。淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粘質(zhì)粉土 等地層對(duì)刀具的磨損很小，而砂土、砂卵石礫石地層對(duì)刀具的磨損十分嚴(yán)重，甚至使刀具折斷。這種情況在已經(jīng)施工的工程中得到了印證。
二、盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造部件盾構(gòu)刀具磨損分析
1、刀圈斷裂
刀圈選用材質(zhì)與地質(zhì)巖性不適用，當(dāng)巖石抗壓強(qiáng)度較高時(shí)，對(duì)刀圈的自身硬度要求也較高，刀圈抗沖擊性能也隨之下降，將造成刀圈斷裂，稱(chēng)為沖擊疲勞斷裂。同時(shí) 配合間隙過(guò)盈量超過(guò)規(guī)定值時(shí)，在掘進(jìn)中因刀具內(nèi)外溫度相差較大，將會(huì)造成刀圈斷裂，稱(chēng)為內(nèi)應(yīng)力斷裂。在掘進(jìn)過(guò)程中刀具冷卻效果不好，特別是在淤泥、黏土地質(zhì)或巖石斷裂帶夾層造成刀具被包裹，將會(huì)造成刀圈斷裂，稱(chēng)為內(nèi)應(yīng)力斷裂。
2、軸承損壞與刀圈偏磨
工程刀具密封效果差，包括有密封配合間隙、橡膠彈力與硬度、機(jī)械密封平面度、機(jī)械密封面硬度與耐磨性能等，泥砂進(jìn)入刀具內(nèi)部造成軸承損壞后，刀圈產(chǎn)生偏磨;潤(rùn)滑脂熱膨脹系數(shù)超過(guò)規(guī)定，在刀具受熱時(shí)密封油脂外溢，冷卻降溫時(shí)泥水進(jìn)入刀具軸承內(nèi)，或是裝配時(shí)內(nèi)部空氣沒(méi)有排盡，造成軸承損壞后刀圈 偏磨;刀具轉(zhuǎn)動(dòng)部件裝配間隙不合理，刀圈轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩超過(guò)規(guī)定值時(shí)，軸承加速磨損而損壞;轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩低于規(guī)定值時(shí)，造成密封與密封面之間自由間隙過(guò)大，密封失效，泥水進(jìn)入，造成軸承損壞后刀圈偏磨。