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岩石掘进机的刀具布置有哪些类型

时间:2024-09-13 来源: 网络 阅读:

岩石掘进机刀具的布置类型主要有以下几种: 一、单滚刀布置 1. 等间距布置    - 特点:将滚刀沿着刀盘圆周方向以相等的距离进行排列。    - 优势:这种布置方式简单且规律,在均匀的岩石地层中能使刀盘受力较为均匀,有利于保持掘进的稳定性。例如在硬度和完整性较为一致的花岗岩地层掘进时,能使每个滚刀承受的破岩载荷相对均衡,减少个别刀具的过度磨损。    - 局限性:在遇到复杂地层,如软硬不均的岩石地层时,可能会导致部分滚刀承受的载荷过大,而部分滚刀不能充分发挥作用。 2. 不等间距布置    - 特点:根据岩石地层的特性和掘进机的受力分析,将滚刀按照不同的间距进行排列。    - 优势:可以针对特定的地层条件进行优化。比如在软岩与硬岩交替出现的地层中,在硬岩区域适当减小滚刀间距,增加滚刀数量,以提高破岩能力;在软岩区域则增大间距,避免刀具过度密集造成不必要的能量浪费。    - 局限性:设计难度较大,需要对地层有深入的了解和精确的力学分析,否则可能导致刀具布置不合理,影响掘进效率。 二、双滚刀布置 1. 对称布置    - 特点:在刀盘上以对称的方式布置双滚刀,即成对的滚刀在刀盘的直径方向或圆周方向上相互对称。    - 优势:这种布置方式能使刀盘在掘进过程中受到的力在对称方向上相互抵消或平衡,从而提高刀盘的稳定性和掘进精度。例如在大直径隧道掘进中,对称布置的双滚刀有助于保持刀盘的平衡,减少偏斜。    - 局限性:在一些特殊的非对称地层条件下,对称布置可能无法充分适应地层变化,导致部分区域的破岩效果不理想。 2. 交错布置    - 特点:双滚刀在刀盘上按照交错的方式排列,即相邻的双滚刀之间在圆周方向和半径方向上都有一定的错位。    - 优势:适用于复杂地层,尤其是岩石硬度和纹理变化较大的情况。交错布置可以使刀具在不同位置和角度对岩石进行破碎,提高破岩效率。例如在破碎带地层中,交错布置的双滚刀能够更好地适应岩石的不规则破碎,减少刀具的卡滞现象。    - 局限性:刀具的交错布置会使刀盘结构相对复杂,增加了制造和维护的难度。 三、多滚刀组合布置 1. 同心圆布置    - 特点:将多组滚刀按照同心圆的方式排列在刀盘上,形成多个刀具环。    - 优势:在掘进大直径隧道或面对大面积均匀硬岩地层时,同心圆布置可以使刀盘的破岩力均匀分布在整个开挖面上,提高破岩效率。例如在大型水利工程隧道的掘进中,面对高强度的花岗岩地层,这种布置方式能有效地进行大面积破岩。    - 局限性:对于小直径隧道或复杂形状的开挖面,同心圆布置可能会导致刀具在边缘区域的布置不够灵活,影响破岩效果。 2. 螺旋线布置    - 特点:滚刀沿着刀盘上的螺旋线轨迹进行布置。    - 优势:在掘进过程中,刀具的切削轨迹呈螺旋状,能够使岩石破碎更加连续和均匀,减少了岩石破碎过程中的应力集中,有利于提高掘进速度。尤其适用于长距离隧道掘进,如铁路隧道穿越复杂地层时,螺旋线布置的刀具能保持稳定的破岩效率。    - 局限性:螺旋线布置对刀具的制造和安装精度要求较高,且在刀具磨损后,其螺旋切削效果可能会受到一定影响,需要及时更换刀具以保持良好的掘进性能。