Почему вставки из карбида вольфрама для туннелепроходческих машин являются секретом ускорения земляных работ?

Критическая роль вставок из карбида вольфрама в производительности TBM

Вставки из карбида вольфрама служат «зубьями» туннелепроходческого станка (TBM), выдерживая на себе основную тяжесть огромного давления и трения, необходимых для измельчения горной породы. Эти вставки стратегически встроены в режущие диски или буровые долота, чтобы машина могла перемещаться по различным геологическим слоям, от мягкой почвы до чрезвычайно твердого гранита. Без высокой твердости и вязкости разрушения карбида вольфрама режущие инструменты изнашивались бы преждевременно, что приводило бы к частым и дорогостоящим простоям для замены в глубоких подземных условиях.

Состав материала и износостойкость

Производительность Вставки из карбида вольфрама для туннельно-расточной машины s в первую очередь определяется содержанием кобальта и размером зерна. Более низкий процент кобальта обычно увеличивает твердость и износостойкость, что идеально подходит для абразивных пород. И наоборот, более высокое содержание кобальта повышает прочность, предотвращая растрескивание вставок при ударе о твердые прерывистые валуны. Производители часто используют «градиентные» карбиды, которые сочетают в себе твердую внешнюю оболочку с более прочным сердечником, чтобы максимально продлить срок службы инструмента во время раскопок на большие расстояния.

Распространенные формы и применение вставок TBM

Различные геологические условия требуют определенной геометрии пластин для оптимизации процесса измельчения и дробления. Выбор формы напрямую влияет на скорость проникновения и энергоэффективность ТБМ. Выбор неправильной геометрии может привести к образованию керна или неравномерному износу режущей головки, что ставит под угрозу весь график проекта.

• Конические вставки: Лучше всего подходит для твердых пород, обеспечивая глубокое проникновение и эффективное разрушение забоя породы.
• Зубильные вставки: Разработан для более мягких или смешанных грунтов, где «срезывающее» действие более эффективно, чем простое дробление.
• Сферические/кнопочные вставки: Обычно используется в высокоабразивных грунтах для обеспечения сбалансированной поверхности износа и длительного срока службы.

Технические характеристики для горных пород различной твердости

Понимание взаимосвязи между неограниченной прочностью на сжатие (UCS) породы и маркой твердого сплава имеет важное значение для инженеров. В следующей таблице показаны типичные критерии выбора вставок из карбида вольфрама в зависимости от условий грунта, возникающих при проходке туннелей.

Стратегии обслуживания и замены

Экономический успех туннелепроходческого проекта часто зависит от технического обслуживания карбид вольфрамовых вставок для туннелепроходческих машин. Мониторинг «плоского износа» пластин позволяет операторам прогнозировать, когда режущий диск необходимо отодвинуть для ремонта. Если износ пластины превысит критическую точку, это может привести к выходу из строя стального корпуса фрезы, что приведет к гораздо более дорогостоящему ремонту, чем простая замена твердого сплава.

Расширенное торможение и надежная установка

Даже самый качественный карбид вольфрама бесполезен, если вставка выпадет из гнезда. Для обеспечения устойчивости вставок к экстремальной вибрации используется высокотемпературная пайка или специальная посадка с натягом. Процессы контроля качества, такие как ультразвуковой контроль, часто используются для проверки связи между твердосплавным сплавом и стальным держателем инструмента, обеспечивая надежность в самых сложных подземных условиях.