摘要：刀盘是整个盾构机最先接触开挖面的部分，所以，盾构机刀盘的设计使用要求及安装调试对于盾构机有着十分重要的意义。文章依托广东华隧建设股份有限公司针对华南地区电力隧道的使用要求而自主研发安装φ4350泥水盾构机过程中的经验，介绍其刀盘的安装和调试，供交流讨论。
关键词：盾构机；刀盘；安装；调试…
Abstract：The knife dish is the shield construction machine first meet the excavation of，so，shield construction machine knife plate design requirement and installation debugging to shield construction machine has a very important significance.The article based on China construction Co.，LTD Guangdong in tunnel in south China power use of the channel requirements and independent research and development installation phi 4350 water shield construction machine in the process of the experience，introduces the knife dish installation and commissioning，for discussion.
Key words：Shield construction machine；Knife；dishinstallation；debugging；…
泥水平衡盾构机是一种采用通过控制切口水压与开挖面压力平衡而进行掘进的工艺方法而在地下作业，使隧道一次成形的大型机械。刀盘是盾构机最先接触开挖面而进行掘进的重要组成部份。所以，盾构机刀盘的安装及使用要求对于盾构机的掘进有着十分重要的意义。φ4350泥水平衡盾构机是我司在较长时间的使用，维修和改装φ6260泥水平衡盾构机的基础上，针对华南地区电力隧道的使用要求而自主制作组装的。下面，我结合这台机的制作组装过程中的工作经验，谈谈它的刀盘的安装和调试过程。
φ4350盾构机刀盘的总体结构由辐条和面版构成，被称为辐条面版式刀盘。四条辐条呈90度垂直交叉，组成刀盘的承重框架。刀盘与主轴承，回转中心的连接平面也是加工在辐条上面的。辐条与辐条之间用面版填充，留出八个开口。这样的刀盘设计使盾构机在掘进时既能有充分的面积接触开挖面，又能使被切削下来的渣土石块被泥浆顺利地带入土仓内。
一、刀具的安装
φ4350盾构机的刀具主要有中心刀，滚刀，贝壳刀，小刮刀，仿形刀，先行刀等。
1、中心刀位于整个刀盘的中心位置，装在1号和3号辐条上，起切削开挖面中心和破岩的作用。中心刀可以根据地质条件的不同变化选用滚刀，刮刀或鱼尾刀。在辐条上，加工时已经做好了能与四把双刃滚相匹配的刀座。安装滚刀时，先将滚刀按正确位置吊入刀座中，再用楔形块楔住滚刀中轴的斜面。最后用螺栓紧固住楔形块，滚刀安装完毕。
2、鱼尾刀刀头的形状呈等腰三角形，像一条鱼尾，因此得名。它的作用类似于一个大大的钻头，钻入开挖面的中心进行钻削。鱼尾刀的刀座也被加工成能与辐条上中心滚刀刀座相匹配。再将鱼尾刀刀头用二氧化碳保护焊焊接在刀座上。安装时将焊接好的鱼尾刀连同刀座整个吊入中心刀座中，用楔形块和螺栓紧固即可。中心滚刀与鱼尾刀可以相互替换安装。
3、滚刀的安装
在硬岩地层时，除了中心滚刀外，在刀盘的其他位置还需要安装单刃滚刀。在刀盘的辐条和面板上，加工了很多刀座，而滚刀的安装与中心滚刀一样，只需将滚刀吊入要安装的位置所在的刀座，用楔形块和螺栓紧固即可。
4、贝壳刀的安装
贝壳刀分为两种，一种是直接将刀头焊接在刀盘所需位置的面板上，叫固定贝壳刀。它的位置是固定的，不能拆除，磨损了只能割去旧的重新换一把焊接上。另一种是将刀头焊接在刀座上，再将整个刀和刀座吊入刀盘所需位置的刀座上，用楔形块和螺栓紧固，这种贝壳刀也叫大刮刀。值得一提的是，由于在刀盘的中心刀架，辐条和面板上所加工的刀座是一样的，所以，中心刀架上也可以安装贝壳刀，而刀盘其他位置上的单刃滚刀和贝壳刀也可以根据需要任意更换。
5、小刮刀的安装
小刮刀是一种装在刀盘开口处进行切削的刀具。加工刀盘时，已经在刀盘开口两侧加工了螺孔，安装小刮刀只需用螺栓把它紧固在上面即可。它可拆除，可更换。
6、仿形刀的安装
仿形刀又叫超挖刀，是盾构机在转弯或其他需要超挖时使用的一种刀具。平时，它是缩在刀盘里面的，需要使用时才伸出来超挖切削。仿形刀安装在刀盘顶部十二点的位置。加工刀盘时预留有它的位置，安装时只需用螺栓紧固已安装好仿形刀刀头的油缸，接好油缸上的两条外部油管即可。
7、先行刀的安装
先行刀与固定贝壳刀一样，是直接焊接在刀盘上的。φ4350盾构机在刀盘的周边焊接了八把先行刀。它用耐磨的硬质合金做刀头，安装在刀盘周边略高出胴体5mm的位置进行切削，使胴体能够顺利通过。
二、回转中心联接方头的安装
回转中心联接方头是联接盾构机回转中心与刀盘的。它内设有仿形刀油道，刀盘注水水路，仿形刀黄油油路，P0泵注浆管也从中经过。在安装刀盘前需要将它安装在刀盘上。联接方头靠十二个内六角螺丝固定在刀盘上。安装前在密封圈位置和接触平面上抹上黄油，能使密封圈粘在凹槽里不易脱落，便于安装。安装时要确保仿形刀油路，刀盘注水水路，黄油油路，P0泵注浆管的密封圈的正确放置，安装后要试验确保无渗漏。测试螺丝扭矩约200N/m。
三、P0泵管路的安装
P0泵管路在经过回转中心后通过刀盘，在刀盘处分成左右两条分路。这两条分路也是分别用四个内六角螺丝紧固，安装时要放好密封圈，防渗漏。
四、将刀盘安装到盾构机上
安装完以上构件之后，就需要将刀盘安装在盾构机上。安装前，先要在刀盘顶部焊接两个吊耳。然后用起重设备将刀盘吊起，慢慢靠近盾构机进行安装。安装时，利用起重设备上下前后左右六个方向的移动来调整刀盘与盾构机的相对位置，使刀盘辐条上四个联接平面上的定位销插入主轴承四个联接平面上的销孔内。在这个过程中，由于刀盘受力不能完全均匀，吊机不能十分准确地调整距离等原因，刀盘不能十分顺利地靠近盾构机，插入定位销。所以需要在胴体底部左右两边用两个手拉葫芦拉住刀盘，使其慢慢靠近盾构机以及调整左右偏距，使定位销顺利插入。四个联接平面的定位销对好后，先把它们上面的螺栓用手带住，再调整回转中心。这时，可能会出现回转中心与联接方头位置出现偏差的情况。这时，可以用手拉葫芦，千斤顶，撬棍等工具进行调整，直到回转中心与联接方头的定位销能够对上，可以带入螺栓。最后，将四个联接平面以及回转中心的螺栓全部完全紧固，四个联接平面的四面用二氧化碳保护焊焊接好，刀盘安装完毕。
五、调试
刀盘安装完毕后，需要进行调试，使其能够达到使用要求。调试前，先检查各个联接部位的螺栓是否完全紧固，是否达到强度要求，螺栓的强度是否达到使用要求。各个密封部位是否完好无损。仿形刀的油管是否接好，有无渗漏。发现问题，解决后再进行下一步行调试。
进行刀盘注水，查看在正常压力下，回转中心与方头联接处，方头联接与刀盘处是否密封完好，有无渗漏。如有渗漏，紧固螺栓使其不渗漏。如还有渗漏，则更换密封圈，直至无渗漏为止。再查看四个注水口流量是否正常，如果流量偏小，拆下注水头，检查管路和出口处有无铁渣等杂物堵塞。清通管路后装回注水头再试至流量正常为止。
在条件允许的情况下（土仓内有泥浆可供循环），通过计算P0泵的注浆流量检查刀盘联接处P0泵的管路密封是否符合要求。
启动仿形刀油泵，对仿形刀进行伸缩动作，在任意位置伸缩仿形刀。检查油路密封是否完好，如有油渗漏，紧固螺栓，如仍有渗漏，更换密封至无渗漏为 止。检查油管接头是否有渗漏，如有，紧固接头。紧固接头仍不行，更换油管或接头，至无渗漏为止。查看仿形刀动作以及伸缩时间是否正常。如不正常，检查安装各部件是否正常，检查液压系统排除故障。
启动四个电机，向左向右分别转动刀盘半个小时左右，旋转时，检查电机声音是否正常，电流是否正常。刀盘转动的声音是否正常。对刀盘旋转进行计时，每分钟最大旋转2.3周为正常。附图是力矩随刀盘转速变化而变化的描述图。刀盘刚启动直至每分钟2.0转时，由于静止时阻力的原因，力矩为1912kn/m。随着刀盘转速的增大，在每分钟2.0至2.3转其间，力矩随转速的增大而减小。转速达到最大的每分钟2.3转后，力矩为1500kn/m左右为正常。
附图：
参考文献：
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作者简介：
李光森，男，广东工业大学机电工程大专毕业，2014年西南交通大学网络教育学院土木工程（工民建）专业本科毕业。从事机械安装维修工作，机电安装工程专业助理工程师。邮箱：whajj@163.com。
论文作者:李光森
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/29
标签：盾构论文; 辐条论文; 螺栓论文; 紧固论文; 中心论文; 位置论文; 方头论文; 《基层建设》2016年10期论文;