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新型盘式削片机刀盘结构设计及切削力研究
任长清;宋鹏;丁禹程;杨春梅;吴哲;曲文
【期刊名称】《林业机械与木工设备》
【年(卷),期】2024(52)1
【摘要】基于目前纤维板所需工艺木片的生产现状,为保证盘式削片机生产工艺木片的质量并解决盘式削片机飞刀快速更换的问题,设计一款采用差动螺旋结构实现飞刀伸出量微调,以及刀块整体更换的新型盘式削片机刀盘。
对新型刀盘的削片工作原理以及切削力进行研究,对装刀块夹持力部分进行验证计算,通过Adams仿真软件对设计的新型刀盘进行了动力学分析,验证刀盘结构在额定转速下的稳定性。
【总页数】5页(P56-59)
【作者】任长清;宋鹏;丁禹程;杨春梅;吴哲;曲文
【作者单位】东北林业大学林业与木工机械工程技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】S777
【相关文献】
1.移动式削片机刀盘优化设计
2.双向推力轴承在斜喂料刀盘式削片机中的应用
3.多刀盘式削片机的动力分析
4.基于PRO/E的盘式削片机刀盘自动化设计系统开发
5.盘式削片机的切削力分析
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盾构机刀盘设计及优化方法研究盾构机是一种用于地下隧道工程的重要设备，而刀盘是盾构机的核心组成部分之一。
刀盘的设计及优化方法研究对于提高盾构机的施工效率和工程质量具有重要意义。
本文将围绕这一主题展开研究，探讨盾构机刀盘的设计原则、刀盘形式选择、刀具材料、刀具布置以及刀盘优化方法等内容。
首先，盾构机刀盘的设计需要考虑以下几个原则：结构简单合理、适应性强、安全可靠、易于维护和更换、满足工程要求等。
刀盘应具有良好的刀具布置和刀具形式选择，以实现盾构机在施工过程中的高效率、低能耗和高质量。
刀盘形式的选择是刀盘设计的重要环节。
根据不同的工程需求和地质条件，可选择单刀盘、双刀盘、双层刀盘等不同形式。
单刀盘适用于较软的地层，双刀盘适用于较硬的地层，而双层刀盘则适用于有大块破碎岩体的地层。
刀具材料的选择对刀盘设计至关重要。
刀具材料应具备高硬度、高韧性、高耐磨性和耐腐蚀性等特性。
常见的刀具材料有高硬度合金、碳化钨和人造单晶等。
此外，刀具材料的热处理也是刀盘设计中的一个重要环节，可以通过调整热处理工艺来提高刀具的硬度和耐磨性。
刀具布置是盾构机刀盘设计中的核心问题之一。
刀具的布置应满足刀具数量适当、刀具间隔均匀以及刀具的安装和更换方便等要求。
合理的刀具布置可以有效地提高切削效率和切削质量，减少能耗和刀具磨损。
刀盘优化方法是盾构机刀盘设计的关键内容。
盾构机刀盘的优化可以通过对刀具数量、刀具材料、刀具布局以及刀盘内部流场等进行综合分析和优化设计。
例如，可以通过流场分析和模拟技术来优化刀具布局，改善切削效果和流动性。
另外，还可以利用多目标优化方法对刀具数量、刀具材料和刀具布局等进行优化，以求在满足工程要求的前提下最大程度地提高施工效率和工程质量。
总之，盾构机刀盘设计及优化方法的研究对于提高盾构机的施工效率和工程质量非常重要。
刀盘设计应考虑刀盘的结构、刀具材料、刀具布置以及刀盘优化方法等因素，以满足工程要求，并在减少能耗和刀具磨损的前提下提高切削效率和切削质量。
浅谈盾构刀盘的设计与工程应用[摘要] 刀盘是机械化盾构的掘削机构，应根据地质适应性的要求进行设计。
刀盘设计时，应充分考虑刀盘的结构形式、刀盘开口率、刀具的布置等因素对地质的适应性，必须能适合围岩条件，在确保开挖面稳定的情况下，提高掘进速度。
[主题词] 刀盘；开口率；刀具；地质适应性1 引言盾构是一种用于隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在钢壳体掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一次成形的机械。
盾构按掘进方式分为人工、半机械和机械化形式，目前机械化盾构发展较快，它由刀盘旋转切削地层，采用螺旋输送机或泥浆管运送碴土，在壳体内拼装预制管片，依靠液压千斤顶推进。
盾构在地下开挖中会遇到各种不同地层，从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等。
在开挖中刀盘受力复杂，工作环境恶劣。
刀盘的结构关系到盾构工程的成败、开挖效率、使用寿命及刀具费用。
盾构的刀盘结构形式与工程地质情况有着密切的关系，不同的地层应采用不同的刀盘结构形式，盾构刀盘设计是盾构的关键技术。
2 刀盘的主要功能刀盘主要具有三大功能：1）开挖功能刀盘旋转时，刀具切削隧道掌子面的土体，对掌子面的地层进行开挖，开挖后的碴土通过刀盘的开口进入土仓；2）稳定功能支撑掌子面，具有稳定掌子面的功能；3）搅拌功能对于土压平衡盾构，刀盘对土仓内的碴土进行搅拌，使碴土具有一定的塑性，然后通过螺旋输送机将碴土排出；对于泥水盾构，通过刀盘的旋转搅拌作用，将切削下来的碴土与膨润土泥浆充分混合，优化了泥水压力的控制和改善了泥浆的均匀性，然后通过排泥管道将开挖碴土以流体的形式泵送到设在地面上的泥水分离站。
3 刀盘的设计要点3.1刀盘的结构形式刀盘的结构形式有面板式和辐条式两种，具体应用时应根据施工条件和土质条件等因素决定。
泥水盾构采用面板式刀盘；土压平衡盾构根据土质条件可采用面板式或辐条式。
对于土压平衡盾构，采用面板式刀盘时，由于泥土流经刀盘面板的开口进入土仓，盾构掘进时土仓内的土压力与开挖面的土压力之间产生压力降，且压力降的大小受面板刀开口的影响不易确定，从而使得开挖面的土压力不易控制。
盾构刀盘设计综述
W.Burger;卓永军
【期刊名称】《建筑机械（上半月）》
【年(卷),期】2006(000)011
【摘要】最近十年来,泥水盾构和土压平衡盾构得到了快速发展和广泛应用.通过对开挖面进行可靠的支撑,这2种类型的盾构都能在地下水位以下的不稳定地层中开挖隧道.盾构系统最重要的部分在于开挖面的开挖过程,或从工程的角度而言,最重要的部分在于刀盘和刀具的布置.本文对泥水盾构和土压平衡盾构刀盘设计的共同点及不同点进行讨论.
【总页数】5页(P67-71)
【作者】W.Burger;卓永军
【作者单位】海瑞克公司,德国;中铁隧道股份有限公司,河南,新乡,453000
【正文语种】中文
【中图分类】U455.3
【相关文献】
1.超大型泥水盾构机刀盘伸缩机构和刀盘结构设计与应用 [J], 周骏;张天举
2.EPB盾构机刀盘开口模式与刀盘盘体结构耦合设计 [J], 虞诗强;霍军周;吴承原;孙伟
3.基于ANSYS的地铁盾构机刀盘扩径改造与加固设计 [J], 杨悬
4.基于ANSYS的地铁盾构机刀盘扩径改造与加固设计 [J], 杨悬
5.盾构刀盘再制造设计及数值模拟 [J], 高世琛;李帅远;李书敖;谢勇军;沈翔
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西方刀剑设计理念西方刀剑设计理念起源于古希腊文明。
在古希腊时期，刀剑被认为是一种装饰品，也是表示勇气和力量的象征。
因此，西方刀剑的设计理念与这些价值观相一致。
以下是关于西方刀剑设计理念的几个重要方面。
首先，西方刀剑的设计追求精湛的工艺和卓越的功能性。
西方文化注重实用性和耐久性，所以西方刀剑的设计注重锋利的刃口和坚固的剑柄。
刀身材质通常采用优质的钢铁，刀刃则经过精心磨砺，以确保刀剑的有效性和寿命。
此外，西方刀剑的剑柄、护手和剑鞘也经过精心设计，以确保握持和保护的舒适性。
其次，西方刀剑的设计强调美学和装饰性。
西方文化崇尚艺术和美感，因此西方刀剑的设计注重外观的精致和独特。
饰面通常采用复杂的雕刻和金属装饰，以展示工匠的技艺和刀剑的独特性。
此外，西方刀剑的剑柄和剑鞘的装饰也常常与刀身相协调，形成整体的美感。
第三，西方刀剑的设计强调个性和文化特色。
西方刀剑设计中常常融入历史和故事的元素，以强调其独特的文化意义。
例如，西方传说中的亚瑟王剑"埃克斯卡利伯"被设计成具有神奇力量的魔剑，象征着亚瑟王的领导者形象。
类似地，其他西方刀剑也常常与传说、历史事件和家族传承等相关联，以表达个人和群体的身份认同。
最后，西方刀剑的设计注重实战经验和战争文化。
西方历史上经历了众多的战争和冲突，这使得西方刀剑的设计与战争文化密不可分。
西方刀剑设计中通常考虑到战士的作战需求，追求刀剑在实战中的优势和效能。
刀身的形状、剑柄的长度和重量等都是根据不同的战争需求来设计的。
总之，西方刀剑的设计理念强调实用性、美学性、个性和战争文化。
通过精湛的工艺和独特的装饰，西方刀剑不仅成为一件武器工具，而且也体现了西方文化的价值观和历史传统。
这种设计理念至今仍影响着西方刀剑的发展和演变。
石头刀柄的设计理念石头刀柄的设计理念石头刀柄作为一种刀具的组成部分，对于刀的使用者来说具有重要的意义。
一个好的石头刀柄不仅可以提升刀的舒适度和稳定性，同时也能增加刀的实用性和美观性。
在设计石头刀柄时，应该考虑到刀的使用功能和人体工学原理，以实现最佳的设计效果。
首先，在石头刀柄的设计中应该注重刀的使用功能。
刀是人类使用最久的工具之一，它的功能主要是用来切割、剪断和穿刺物体。
因此，石头刀柄的设计应该能够提供足够的握持力和舒适度，使得使用者可以更好地控制刀具，减少因手部滑动而导致的伤害。
同时，石头刀柄应该具备足够的耐磨性和耐腐蚀性，以确保长时间的使用不会导致刀柄材料的破损和老化。
其次，在石头刀柄的设计中应该考虑人体工学原理。
人体工学是研究人体与工作环境之间关系的学科，它主要研究人体在工作过程中的姿势、动作、力学特性等方面，以提高工作效率和保护身体健康。
因此，在设计石头刀柄时需要考虑到使用者的手型和手指的活动范围，以保证握持的舒适度和稳定性。
同时，石头刀柄的形状和大小也应该与不同人群的手型相适应，以便于更多的使用者能够得到良好的使用体验。
最后，在石头刀柄的设计中应该注重美观性。
石头刀柄作为刀具的装饰部分，它的外观设计应该能够吸引消费者的眼球，并且与整个刀具的风格相协调。
通过采用不同的材质和工艺，可以赋予石头刀柄独特的质感和纹理，使其更加美观大方。
同时，石头刀柄的颜色和形状也可以根据不同的需求进行设计，以展现不同的创意和个性。
综上所述，石头刀柄的设计应该注重刀的使用功能、人体工学原理和美观性。
通过合理的设计理念和创新的工艺，可以打造出更加实用、舒适和美观的石头刀柄，为使用者带来更好的使用体验。
食品刀具的设计理念食品刀具的设计理念随着人们对健康和美食的需求不断增长，食品刀具作为厨房中必不可少的工具，其设计理念也越来越受到关注。
如今，优秀的食品刀具设计应该体现以下几个方面的理念。
首先，食品刀具的设计应具有人性化。
刀具在使用时应该符合人体工学的原理，使得操作更加轻松顺畅，不会对手部造成过多的负担和不适。
例如，刀柄设计应该符合人手的握持习惯，形状上应该有适宜的曲线，能够让手指放松地握持，提高刀具的控制性和稳定性。
此外，刀柄应该具有防滑的设计，以避免在使用时滑落引起危险。
整体设计上，刀具应该符合人体工学的手臂运动规律，能够使使用者感到自然和舒适。
其次，食品刀具的设计应考虑到功能和实用性。
刀刃的材质、锋利度以及刀身的强度和耐用性等方面都需要设计者认真考虑。
刀刃的材质应该选择高品质的不锈钢或者合金，能够保持长时间的锋利度并且不易生锈。
同时，刀刃也应具有足够的硬度，以保证切割时的稳定性和精准度。
刀柄的设计应注重握持的舒适性，而且材质应该具有防滑和防潮的性能，以便于清洗和使用。
此外，食品刀具的设计还应考虑到卫生和清洁的因素，例如可以拆卸的刀柄和刀刃，方便清洗和防止食物残渣滋生细菌。
再次，食品刀具的设计还应注重美观和品质感。
优秀的设计可以提升用户的审美体验，使使用者更加乐于使用和展示自己的食品刀具。
刀柄的外观设计应该符合主流审美观念，同时也应该有独特的个性和时尚的元素。
刀柄的材质也应该选择高品质的木材、塑料或者金属，以提高整体的品质感。
刀刃的设计也可以考虑一些创新的元素，例如不规则的波浪刀刃或者特殊的凹槽刀刃等，以增加切割的趣味性和创意性。
最后，食品刀具的设计应符合可持续发展的理念。
在设计时应该选择环保的材料，并考虑到生产和使用过程所产生的废弃物和污染物的处理。
刀具设计应该注重回收利用和减少资源浪费，例如采用可替换刀片的设计，减少整体刀具的消耗，延长使用寿命。
同时，在刀柄和刀刃的设计上也可以考虑二次利用的可能性，例如将旧刀具改造成其他有用的物品。
盾构机刀盘设计与优化盾构机刀盘是盾构机的重要组成部分，其性能直接影响到盾构机在地下工程中的施工效率和质量。
本文将从盾构机刀盘的设计和优化两个方面进行探讨。
一、盾构机刀盘设计1. 刀盘类型选择：盾构机刀盘根据工程需求和地质条件的不同，可以选择机械刀盘、压平刀盘和混合刀盘。
机械刀盘适用于较硬地层，压平刀盘适用于软土地层，混合刀盘则具备两种刀盘的特点。
2. 刀盘结构设计：刀盘的结构设计要考虑到刀盘的强度和刚度，以及刀片的布置和固定方式。
刀盘应具有良好的刚性和稳定性，刀片的布置要合理，以保证工作时的稳定和高效。
3. 刀片选择：刀片的选择要根据地层的性质和刀盘的工作条件来确定。
常见的刀片材料有硬质合金、高速钢等，刀片的形状和尺寸应根据地层状况和刀盘速度来选择。
4. 刀盘动力系统设计：刀盘的动力系统包括电机、减速器等，要保证刀盘具有足够的动力和可靠性。
电机的功率和转速应根据刀盘的工作条件来确定，减速器的传动比要满足刀盘的工作要求。
二、盾构机刀盘优化1. 刀片布置优化：通过对刀片的布置进行优化，可以减小切削力的影响，提高刀盘的稳定性和切削效率。
合理的刀片布置可以避免刀片之间的相互干扰和碰撞，延长刀片的使用寿命。
2. 刀片材料和形状优化：选择合适的刀片材料和形状可以提高刀片的硬度和耐磨性，延长刀片的使用寿命。
同时，优化刀片的形状和尺寸可以降低切削力的消耗，提高切削效率。
3. 刀盘动力系统优化：优化刀盘的动力系统可以提高刀盘的工作效率和可靠性。
通过选择合适的电机功率和转速，减小传动系统的能量损耗，提高动力输出效率。
4. 刀盘结构优化：优化刀盘的结构可以提高其刚性和稳定性，降低刀盘的振动和噪音。
通过采用新型的材料和加强结构的设计，使刀盘在工作过程中能够更好地适应地层变化和工作条件的变化。
综上所述，盾构机刀盘的设计与优化对于盾构机的工作效率和质量具有重要影响。
通过合理的刀盘设计和优化，可以提高刀盘的稳定性、切削效率和使用寿命，进而提高盾构机在地下工程中的施工效率和质量。
环式剥皮机的刀盘设计
付琼;曹曦明;张明远
【期刊名称】《林业机械与木工设备》
【年(卷),期】2011(39)7
【摘要】结合对BBP122Q型小径木剥皮机的设计和研制,总结并论述了环式剥皮机刀盘的设计及剥皮刀技术参数的选择.
【总页数】2页(P33-34)
【作者】付琼;曹曦明;张明远
【作者单位】国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江哈尔滨150086;国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江哈尔滨150086;国家林业局哈尔滨林业机械研究所,黑龙江哈尔滨150086
【正文语种】中文
【中图分类】S776.31
【相关文献】
1.环式剥皮机主要参数的设计计算及效能分析 [J], 赵立岗
2.圆钢剥皮机刀盘的设计与有限元分析 [J], 李海峰;闫家超
3.用9″刀盘体代替10．5″刀盘体的设计 [J], 朱丽娜
4.EPB盾构机刀盘开口模式与刀盘盘体结构耦合设计 [J], 虞诗强;霍军周;吴承原;孙伟
5.大直径不锈钢棒料剥皮机刀盘结构设计及模态分析 [J], 梅超;屈银虎;成小乐;祁志旭;刘晓妮;周思君
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盾构机刀盘与刀具的设计与分析盾构机是一种用于地下隧道开挖的机械设备，它的核心部件是刀盘和刀具。
刀盘是盾构机的主要工作部位，而刀具则是刀盘上的切削工具。
盾构机刀盘与刀具的设计与分析是为了提高盾构机的工作效率和安全性，下面将对这方面的内容进行讨论。
首先，盾构机刀盘与刀具的设计应考虑以下几个方面。
首先是刀盘的结构设计，包括刀盘直径、刀盘壳体的材料和强度设计。
刀盘直径的选择需要考虑隧道的尺寸和地质条件，以确保刀盘能够适应不同的工作环境。
刀盘壳体的材料选择应具有足够的强度和耐磨性，以保证刀盘的工作寿命和使用安全。
其次是刀盘上的刀具布置设计，包括刀具的数量、布局和角度。
刀具的数量应满足施工需要，布局应合理，角度的选择要考虑到土层特性和切削力的分布。
最后是刀盘与盾构机的连接设计，要确保刀盘能够与盾构机紧密连接，传递切削力和承受土压力。
其次，对于盾构机刀盘与刀具的分析，首先需要进行刀盘的载荷分析。
通过对刀盘受力情况的分析，可以确定刀盘的结构和材料，以确保其具有足够的强度来承受土压力和切削力。
其次是刀具的选择和分析。
不同的地质条件和隧道要求需要使用不同类型和材料的刀具。
刀具的选择应考虑到切削效率、耐磨性和经济性等因素。
此外，还需要对刀具的切削性能进行评估和分析，以提高切削效率和减少能耗。
最后是切削力的分析。
切削力对于刀具和刀盘的设计非常重要，因为过大或过小的切削力都会影响刀具的使用寿命和切削效率。
因此，对切削力的分析和评估可以指导刀具和刀盘的设计和优化。
此外，还可以运用有限元分析等工具对刀盘和刀具进行力学仿真分析，以评估其强度和刚度等性能指标。
通过仿真分析，可以发现潜在的结构问题和设计缺陷，并对刀盘和刀具的设计进行改进和优化。
总结起来，盾构机刀盘与刀具的设计与分析是为了提高盾构机的工作效率和安全性。
通过合理的设计和有效的分析，可以优化刀盘和刀具的结构，提高其强度和耐久性，以适应不同的地质条件和工作要求。
同时，对刀盘和刀具进行力学仿真分析，可以发现潜在的问题并进行改进和优化。
盾构刀盘原理及刀具布置刀盘是盾构的主要工作部件，不同地质地层应采用不同的刀盘结构形式及刀具布置，刀盘及刀具的好坏关系到盾构施工的成败，影响盾构掘进的速度和效益，本文结合本标段盾构刀盘形式及刀具布置，浅谈对盾构刀盘的认识。
1、引言盾构是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备，它具有开挖快、优质、安全、经济、有利于环境保护和降低劳动强度的优点，在城市隧道的开挖中得到越来越广泛的应用。
刀盘是盾构机的关键部件之一，是盾构主要工作部件。
盾构在地下开挖中会遇到各种不同地层，从淤泥、粘土、砂层到软岩及硬岩等。
在开挖中刀盘受力复杂，工作环境恶劣，是需要重点检查和维修的部位。
刀盘结构关系到盾构的开挖效率、使用寿命及刀具费用。
盾构的刀盘结构形式与工程地质情况有着密切的关系，不同的地层应采用不同的刀盘结构形式，盾构刀盘设计是盾构关键技术，采用合适的刀盘类型是盾构顺利施工的关键因素。
2、盾构刀盘的主要功能开挖功能：对掌子面的地层进行开挖，开挖后的渣土顺利通过渣槽，进入土舱；稳定功能：支撑掌子面，具有稳定掌子面的功能；搅拌功能：对土舱内的渣土进行搅拌，使渣土具有一定的塑性，能通过螺旋输送机来调整控制土舱内的压力。
3、刀具工作原理对于不同地层的开挖，盾构的刀具采用不同型式：开挖地层为硬岩时，采用盘形滚刀；地层为较软岩石时，采用齿刀；地层为软土或破碎软岩时，可采用切刀（或刮刀）。
不同类型刀具的工作原理如下：3.1滚刀工作原理安装在刀盘上的盘形滚刀在盾构千斤顶的作用下紧压在岩面上，随着刀盘的旋转，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自转。
盘形滚刀在刀盘的推力、扭矩作用下，在掌子面上切出一系列的同心圆。
当推力超过岩石的强度时，盘形滚刀刀尖下的岩石直接破碎，刀尖贯入岩石，掌子面上岩石被盘形滚刀挤压碎裂而形成多道同心圆沟槽。
随着沟槽深度的增加，岩体表面裂纹加深扩大，当刀具压力超过岩石的剪切和拉伸强度时，相邻同心圆沟槽间的岩石成片崩落，完成盘形滚刀的破岩过程，如图1。
第１期(总第２１２期)２０１９年２月机械工程与自动化M E C HA N I C A L ㊀E N G I N E E R I N G㊀&㊀A U T OMA T I O NN o ．１F e b ．文章编号:１６７２Ｇ６４１３(２０１９)０１Ｇ０００８Ｇ０２微型土压平衡盾构机刀盘的设计周庆祥,郭京波,杨㊀亮,张海东,张㊀潮(石家庄铁道大学机械工程学院,河北㊀石家庄㊀０５００４３)摘要:为了满足微型土压平衡盾构机在不同地质条件下的正常掘进,设计制造了开口率可变的０ ９２m 微型土压平衡盾构机刀盘.对微型盾构机刀盘的结构设计与刀具的布置方法进行了详细说明,并结合地质和岩土工程方面的知识,对微型土压平衡盾构机刀盘所受载荷进行了计算.利用C A T I A 软件对所建立的刀盘三维模型进行了有限元分析,结果表明刀盘的结构设计完全满足使用要求.关键词:微型土压平衡盾构机;刀盘;有限元分析中图分类号:T U ６２１㊀㊀㊀文献标识码:A国家自然科学基金资助项目(５１２７５３２１)收稿日期:２０１８Ｇ０２Ｇ１５;修订日期:２０１８Ｇ１１Ｇ３０作者简介:周庆祥(１９９０Ｇ),男,山东临沂人,在读硕士研究生,主要从事盾构施工技术的研究.０㊀引言近十多年来,随着我国经济持续快速发展与城市化水平的不断提高,隧道及地下空间的开发与利用得到了迅猛发展[１].盾构机作为轨道交通㊁水利工程㊁公路铁路㊁地下综合管廊等隧道领域施工的关键设备,在城市建设中发挥着越来越重要的作用.微型盾构机在国外市政管道建设领域中已得到广泛应用,但在我国微型盾构机发展缓慢,成为我国市政管道建设的一大缺口.刀盘作为盾构机的关键部件[２],是决定工程成败的关键,刀盘设计的好坏将会直接影响到盾构机的工作效率㊁工程进展以及工程的经济效益.目前国内许多学者对盾构机刀盘进行了研究,李周男[３]对小直径土压平衡盾构机的刀盘进行了结构分析;林赉贶[４]对土压平衡盾构机刀盘的开口特性及刀具布置方法进行了研究;邓立营[５]分析了土压平衡盾构机刀盘扭矩及盾体推力组成部分,并建立了盾构机刀盘驱动扭矩及盾体推力的计算公式;郑丽堃[６]对盾构机的刀具布置规律进行了研究,并对刀具在刀盘上的布置进行了优化.上述研究多针对中大型盾构机的刀盘,但对微型盾构机的刀盘设计与研究严重不足.而刀盘需要根据不同的地质条件 量体裁衣 进行针对性设计,本文从实际要求出发,设计制造了开口率可变的微型土压平衡盾构机刀盘,对微型盾构机在掘进过程中刀盘所受到的载荷进行了分析与计算,并利用C A T I A 软件对其进行了有限元分析.１㊀刀盘的结构设计刀盘位于盾构机的最前部,在盾构机掘进过程中,刀盘具有切削土体㊁支撑开挖面以及改良渣土的作用.刀盘的结构形式主要有辐条式㊁面板式和辐板式.图１为０．９２m 微型盾构机刀盘实物图,为了能够实现开口率大范围调节且能满足强度和刚度的要求,采用了三根辐条和三块面板的辐板式结构,其中面板为可拆卸式,通过更换不同截面大小的面板来改变刀盘开口率的大小,以满足盾构机在粉质黏土㊁中细砂层㊁小颗粒卵石等不同地质条件下掘进的要求.并且刀具和面板上焊有网状耐磨条,以提高刀具和面板的耐磨损能力.图１㊀０．９２m 微型盾构机刀盘实物图为了能够起到搅拌改良渣土的作用,在刀盘上还有搅拌棒和泡沫阀的安装孔.搅拌棒分布在刀盘背面不同径向尺寸的位置上,以便对土仓内不同位置处的渣土进行搅拌,防止渣土固结.泡沫阀安装在刀盘中心位置,以实现喷洒泡沫㊁改良渣土㊁提高渣土流塑性的作用,从而保证渣土能够顺利通过螺旋输送机排出.２㊀刀盘上刀具的选择与布置盾构机刀具主要分为切削刀具和滚刀刀具,切削刀具主要适用于软粘土㊁砂土及砂卵石地层的开挖,而滚刀一般用于具有岩石的地质条件中[７].鉴于微型盾构机的施工条件主要为软土地质,因此选择切削刀具就可以满足施工要求.刀具的布置主要有同心圆布置法㊁单阿基米德螺旋线布置法㊁多阿基米德螺旋线布置法等.考虑到盾构机主要在软土条件下施工,为使刀具布置方便,能够准确布置在要求的位置上,采用同心圆布置法布置了刀具,如图２所示.最外侧为周边刮刀,在刀盘工作时磨损最严重,为了防止施工过程中因周边刮刀的磨损造成隧道开挖直径变小,在同一直径方向上周边刮刀尽量多布置一些.图２㊀刀盘上刀具的布置３㊀有限元分析盾构机在掘进过程中所受载荷处于动态变化中,应选择最恶劣工况下刀盘的推力和扭矩进行强度及变形计算[８].表１为盾构机和地质主要参数.结合地质和岩土工程方面的知识,计算得到刀盘的推力约为５６k N ,总扭矩为１６k N m .刀盘主要是由材料为Q ３４５C 的钢材焊接而成,Q ３４５C 的密度为７８００k g/m ３㊁弹性模量为２０６G P a ㊁泊松比为０．３㊁许用应力为１０５M P a.表１㊀盾构机及地质主要参数土侧压力系数０．４刀盘开口率(％)３０~６０刀盘侧面宽度(m )０．１５开挖直径(m )０．９２土与刀盘的摩擦系数０．３盾构埋深(m )３．５土体重力密度(k N /m３)１９．５刀盘自重(k g)６５土体单轴抗压强度(k P a )８００刀盘最大转速(r /m i n)５㊀㊀盾构机刀盘的结构较为复杂,有着自身的特点,在转化为有限元模型时为了提高网格划分的精度,使分析处理时的运行速度变快,考虑到刀盘的实际工况和施工时的损耗,对模型进行了一定程度的简化处理.盾构机在隧道里掘进时,地质情况复杂多变,刀盘受到的载荷也会不断变化,所以在进行有限元分析时,选取开口率最小㊁承受载荷最大时的状态建立有限元模型,对刀盘的有限元模型施加的载荷扩大为６０k N 推力和２０k N m 的扭矩.利用C A T I A 软件进行有限元分析,得到盾构机刀盘的应力云图和变形云图,分别如图３㊁图４所示.从图３㊁图４可以看出:最大应力在辐条与中心法兰连接处,应力最大值约为３７M P a,远远小于刀盘材料的许用应力;变形量最大的位置是刀盘钢圈,最大变形量为０．０７m m ,完全满足使用要求.图３㊀盾构机刀盘的应力云图图４㊀盾构机刀盘的变形云图４㊀结语微型盾构机刀盘需根据不同的地质条件进行针对性的设计,即需将地质和岩土工程方面的知识结合起来进行设计.可根据不同的地质条件选择与之相适应的刀盘开口率,以提高刀盘的使用范围.本文的研究对盾构机刀盘设计者具有一定的借鉴与指导作用.参考文献:[１]㊀陈馈,杨延栋．中国盾构制造新技术与发展趋势[J ]．隧道建设,２０１７,３７(３):２７６Ｇ２８４．[２]㊀卞章括．复合式土压平衡盾构机刀盘性能评价方法研究[D ]．长沙:中南大学,２０１３:２Ｇ６．[３]㊀李周男．小直径土压平衡盾构机关键部件设计[D ]．石家庄:石家庄铁道大学,２０１６:１２Ｇ１６．[４]㊀林赉贶．土压平衡盾构机刀盘开口特性及刀具布置方法研究[D ]．长沙:中南大学,２０１３:４２Ｇ５０．[５]㊀邓立营,刘春光,党军锋．盾构机刀盘扭矩及盾体推力计算方法研究[J ]．矿山机械,２０１０(１７):１３Ｇ１６．[６]㊀郑丽堃．盾构机刀具布置规律研究[D ]．石家庄:石家庄铁道大学,２０１６:１６Ｇ１９．[７]㊀杨明,熊计,郭智兴．国内外盾构机刀盘和刀具研究现状概况[J ]．工具技术,２０１３,４７(４):８Ｇ１１．[８]㊀秦立学,徐慧,高伟贤,等．浅析盾构机刀盘的设计[J ]．矿山机械,２０１１,３９(１２):１１４Ｇ１１７．D e s i gno fC u t t e rH e a d o fM i c r oE a r t hP r e s s u r eB a l a n c e S h i e l dM a c h i n e Z H O U Q i n g Ｇx i a n g ,G U OJ i n g Ｇb o ,Y A N GL i a n g ,Z H A N G H a i Ｇd o n g,Z H A N GC h a o (S c h o o l o fM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,S h i j i a z h u a n g T i e d a oU n i v e r s i t y ,S h i j i a z h u a n g ０５００４３,C h i n a )A b s t r a c t :T om e e t t h en o r m a l t u n n e l i n g o f t h em i c r o e a r t h p r e s s u r e b a l a n c e s h i e l dm a c h i n e u n d e r d i f f e r e n t g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s ,t h e ０．９２m m i c r oe a r t h p r e s s u r eb a l a n c es h i e l d m a c h i n ec u t t e rh e a d w i t hv a r i a b l eo p e n i n g r a t ew a sd e s i g n e da n d m a n u f a c t u r e d ．T h e s t r u c t u r e d e s i g n o f t h e c u t t e r h e a d a n d t h e l a y o u tm e t h o d o f c u t t e r a r e d e s c r i b e d i n d e t a i l ．T h e l o a d o f t h e c u t t e r h e a d o f t h em i n i a t u r e e a r t h p r e s s u r eb a l a n c e s h i e l dm a c h i n e i s c a l c u l a t e dw i t h t h ek n o w l e d g e o f g e o l o g i c a l a n d g e o t e c h n i c a l e n g i n e e r i n g．T h e ３D m o d e l o f t h e c u t t e r i s s e t u p a n d a n a l y z e db y C A T I As o f t w a r e ,a n d t h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e s t r u c t u r a l d e s i g n o f t h e c u t t e r i s c o m p l e t e l y me e t t h e r e q u i r e m e n t ．I t h a s c e r t a i n g u i d i n g s i g n if i c a n c e f o r d e s i gn e r s o f c u t t e r h e a d ．K e y wo r d s :m i c r o e a r t h p r e s s u r eb a l a n c e s h i e l dm a c h i n e ;c u t t e r p l a t e ;f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s９ ㊀２０１９年第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周庆祥,等:微型土压平衡盾构机刀盘的设计。
中国刀柄发展现状及未来趋势分析中国作为一个古老的文明国家，自古以来就有着悠久的刀剑制作历史。
刀作为一种古老的工具，曾经在农业、战争、手工艺品等方面发挥了重要的作用。
而刀柄作为刀具的重要组成部分之一，在刀具使用中起到了提供握持力、稳定刀身、保护刀锋等重要作用。
本文将从中国刀柄发展现状及未来趋势两个方面对刀柄行业进行分析。
一、中国刀柄发展现状1. 工艺技术发展中国的刀柄制作技术源远流长，经历了数千年的发展积累。
古代时期，刀柄多以木材、骨质等天然材料制作，以简洁实用为主。
进入近代，随着工艺技术的发展，刀柄开始使用更多的材质，如合金、塑料、橡胶等，提高了刀柄的耐用性、舒适性和美观性。
2. 制作工艺创新随着人们对艺术的追求和审美观念的变化，刀柄的制作工艺也得到了创新。
如今，许多刀柄制造商开始采用雕刻、镶嵌、彩绘等传统工艺，为刀柄赋予独特的艺术价值。
这些工艺不仅增强了刀柄的观赏性，还提高了刀柄的附加价值。
3. 技术与设计结合随着科技的快速发展，刀柄的设计也变得更加多样化和个性化。
例如，一些高端刀柄采用了人体工程学设计，使握持更加合理舒适；另一些刀柄可能配备了电子计量功能，提供刀具使用过程中的数据反馈。
技术与设计的结合为刀柄行业带来了更多创新机遇。
二、未来趋势分析1. 精细化制作趋势随着人们对生活品质要求的提高，刀柄制作的精细化将成为未来的发展趋势。
刀柄材料的选取、刀柄形状的设计、刀柄表面的装饰等方面都将更加注重细节和品质。
刀柄制造商将持续改进工艺和技术，提升产品的品质和附加值。
2. 可持续发展和环保趋势在全球关注环境问题的大背景下，刀柄行业也需要关注可持续发展和环保。
通过采用环保材料和工艺，回收再利用刀柄的材料，减少对环境的影响。
同时，推动整个产业链的绿色发展，鼓励资源共享和循环利用，减少浪费，保护自然环境。
3. 创新科技的应用趋势随着科技的不断进步，刀柄行业也将迎来许多创新科技的应用。
例如，虚拟现实技术、物联网技术、3D打印技术等都可能被应用于刀柄的设计和生产中，提供更加智能和个性化的产品。
盾构刀具盾构机刀具配置是盾构机刀具设计中是非常重要的内容。
本论文着重介绍了刀具的种类和切削原理，同时针对不同的地层情况，提出刀具的具体配置方式。
针对盾构机在复合地层隧道掘进，解释了刀具配置的差异性、刀具配置的“矛盾”现象。
结合工程实例，在砂卵石地层中（尤其是含大直径漂石）长距离隧道掘进的工况下，提出了盾构机生产厂家关于刀具配置新的设计理念和思路。
最后提出了刀具配置设计中应考虑的因素。
1 、引言盾构机刀具的配置是盾构机刀具设计中是非常重要的内容，其配置是否适合应用工程的地质条件，直接影响盾构机的刀盘的使用寿命、切削效果、出土状况、掘进速度和施工效率。
2 、刀具种类和切削原理2.1、切刀（齿刀，刮刀）切刀是软土刀具，布置在刀盘开口槽的两侧，其切削原理是盾构机向前推进的同时，切刀随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向（沿隧道前进方向）剪切力和径向（刀盘旋转切线方向）切削力，在刀盘的转动下，刀刃和刀头部分插入到地层内部，不断将开挖面前方土体切削下来。
切削刀一般适用于粒径小于400mm的砂、卵石、粘土等松散体地层。
2.2、先行刀（超前刀）先行刀是先行切削土体的刀具，超前切刀布置。
先行刀在设计中主要考虑与其它刀具组合协同工作。
先行刀在切刀切削土体之前先行切削土体，将土体切割分块，为切刀创造良好的切削条件。
先行刀的切削宽度一般比切刀窄，切削效率较高。
采用先行刀，可显著增加切削土体的流动性，大大降低切刀的扭矩，提高切刀的切削效率，减少切刀的磨耗。
在松散体地层，尤其是砂卵石地层先行刀的使用效果十分明显。
2.3、贝型刀贝型刀实质上是超前刀，盾构机穿越砂卵石地层，特别是大粒径砂卵石地层时，若采用滚刀型刀具，因土体屑松散体，在滚刀掘进挤压下会产生较大变形，大大降低滚刀的切削效果，有时甚至丧失切削破碎能力。
将其布置在刀盘盘圈前端面，专用于切削砂卵石。
2.4 、中心刀（鱼尾刀、双刃或三刃滚刀、锥形刀、中心羊角刀）在软土地层掘进时，因刀盘中心部位不能布置切刀，为改善中心部位土体的切削和搅拌效果，可在中心部位设计一把尺寸较大的鱼尾刀（羊角刀），一般鱼尾刀超前600 mm左右。
鱼尾刀的设计和配置方式如下：其一让盾构分两步切削土体，利用鱼尾刀先切削中心部位小圆断面土体，而后扩大到全断面切削土体，即将鱼尾刀设计与其它切刀不在一个平面上，即鱼尾刀超前切刀布置，保证鱼尾刀最先切削土体；其二是将鱼尾刀根部设计成锥形，使刀盘旋转时随鱼尾刀切削下来的土体，在切向、径向运动的基础上，又增加一项翻转运动，这样既可解决中心部分土体的切削问题和改善切削土体的流动性和搅拌效果，又大大提高盾构整体掘进效果。
在纯硬岩地层掘进时，到盘中心位置布置双刃或三刃滚刀。
2.5、仿形刀（或超挖刀）盾构机一般设计两把仿形刀(一把备用)，布置在刀盘的边缘上。
施工时可以根据超挖多少和超挖范围的要求，从边缘径向伸出和缩回仿形刀。
仿形刀伸出最大值一般在70～150 mm之间。
盾构机在曲线段推进、转弯或纠偏时，通过仿形超挖切削土体创造所需空间，保证盾构机在超挖少、对周边土体干扰小的条件下，实现曲线推进和顺利转弯及纠偏。
滚刀超挖刀柱形超挖刀2.6、滚刀和刮碴板在纯硬岩地层掘进时，采用滚刀破岩。
滚刀破岩的原理是依靠刀具滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。
滚刀的类型、数量、布置方式、位置、超前量根据岩层的强度和整体性、掘进距离、含砂量等特点确定。
穿越松散地层但有大粒径的砾石(粒径大于400mm)、并且含量达到一定比例时，也可采用滚刀型刀具。
在隧道地质条件复杂多变、岩石(强度不算太高)与一般土体(或粘土或砂土)交错频繁出现的情况，也有可能采用滚刀型刀具，即在复合式盾构机中采用。
滚刀分为齿形（球齿、楔齿）滚刀和盘形滚刀2.6.2 、滚刀刀圈的材质是滚刀能否胜任掘进硬岩的关键。
盘形滚刀根据刀圈不同一般有以下4种类型(1)耐磨层表面刀圈：适用于掘进硬度40MPa的紧密地层，硬度80～100MPa的断裂砾岩、砂岩、砂粘土等地层。
(2)标准钢刀圈：适用于掘进硬度50～150MPa的砾岩、大理石、砂岩、灰岩地层。
(3)重型钢刀圈：适用于掘进硬度120～250MPa的硬岩，硬度80～150MPa的高磨损岩层，如花岗岩、闪长岩、斑岩、蛇纹石及玄武岩等地层。
(4)镶齿硬质合金刀圈适用于掘进硬度高达150～250MPa的花岗岩、玄武岩、斑岩及石英岩等地层。
2.6.3 、刮碴板的作用是将滚刀破碎的岩碴，及时排出，防止滚刀对岩碴的二次破碎，保护滚刀。
前刮碴板主要铲装刀盘前方的落碴，铲装量大，磨损较快，后刮碴板主要铲装下护盾推进中从隧道底部堆积起来的碴石，铲装量小，磨损较小。
3 、刀具配置方式刀具的布置方式需要充分考虑工程地质情况，进行针对性设计，不同的工程地质特点，采用不同的刀具配置方案，以获得良好的切削效果和掘进速度。
根据地质条件特点，可以大致分为四种地层：软弱土地层；砂层、砂卵石地层；风化岩及软硬不均地层；单纯的纯硬岩地层。
3.1、软弱土地层如南京、上海、杭州等地，其地质条件主要以淤泥、粘土和粉质粘土为主，在软弱土地层一般只需配置切削型刀具，如：切刀、周边刮刀、中心刀、先行刀和超挖刀。
以南京地铁盾构为例，刀盘采用面板式结构，装有1把鱼尾形中心刀，120把切刀，16把周边刮刀及1把仿形刀。
切刀安装在开口槽的两侧，覆盖了整个进碴口的长度。
刮刀安装在刀盘边缘。
由于刀盘需要正反旋转，因此切刀的布置也在正反方向布置，为了提高切刀的可靠性，在每个轨迹上至少布置2把。
在周边工作量相对较大，磨损后对盾构切口环尺寸影响较大，在正反方向各布置了8把刮刀。
考虑到刀盘的受力均匀性，刀具布置具有对称性。
刀具安装采用螺栓固定，便于更换。
在切刀或刮刀的刃口和刃口背面镶嵌有合金和耐磨材料，以延长刀具的使用寿命，切刀的破岩能力为20MPa，可以顺利地通过进出洞端头的加固地层。
3.2 、砂层、砂卵石地层如北京、成都其地质条件主要以砂，卵石地层为主，如遇到粒径较大的砾石或漂石，应配置滚刀进行破碎。
在砂层、砂卵石地层施工时，需设置（宽幅）切刀、周边刮刀、先行刀（重型撕裂刀）、中心刀、仿形刀等刀具。
切刀是主刀具，用于开挖面大部分断面的开挖；周边刮刀也称保径刀，用于切削外周的土体，保证开挖断面的直径；先行刀在开挖面沿径向分层切削，预先疏松土体，降低切刀的冲击荷载，减少切削力矩，同时重型撕裂刀用于破碎强度较低和粒径较小的卵石和砾石；中心刀用于开挖面中心断面的开挖，起到定心和疏松部分土体的作用；仿形刀用于曲线开挖和纠偏。
滚刀用于破碎粒径较大的砾石或漂石。
3.3 、风化岩及软硬不均地层如广州、深圳，上软下硬、地质不均的复合地层，且局部岩石的单轴抗压强度较高（150-200Mpa），除配置切削型刀具外包括宽幅切刀、先行刀，还需配置滚刀，因而刀盘结构相对复杂。
对于岩层首先通过滚刀进行破岩，且滚刀的超前量应大于切刀的超前量，在滚刀磨损后仍能避免切刀进行破岩，确保切刀的使用寿命。
在曲线半径小的隧道掘进时，为了保证盾构的调向和避免盾壳被卡死，需要有较大的开挖直径，因此刀盘上需配置滚刀型的仿形刀（或超挖刀）。
3.4 、单纯的纯硬岩地层如秦岭1线隧道，隧道断面范围内以混合片麻岩和混合花岗岩两种岩石为主，刀具全部选用滚刀，无任何齿刀。
有时，在刀盘面板周边开口处配备刮碴刮刀板。
4、刀具配置的差异性在复合地层施工中，刀具配置的差异性主要表现在滚刀和先行刀的配置数量和刀具的高度、组合高度差等方面。
例如，海瑞克公司刀盘滚刀和固定先行刀高出面板175mm和140mm，三菱公司刀盘滚刀和固定先行刀高出面板90mm和70mm。
两种刀具的高差为3 5mm和20mm，前者的设计较好，具体表现为刀具高对防止泥饼的形成有利，高度差大有利于破岩。
滚刀的刀间距过大和过小都不利于破岩，间距过大，滚刀间会出现“岩脊”现象，间距过小，滚刀间会出现小碎块现象，降低破岩功效。
在复合地层中周边滚刀的间距一般小于90mm，正面滚刀的间距为100～120mm（参照国内外施工实例，岩石强度高时，滚刀的间距应控制在70～90mm的范围内比较合理）。
5、复合地层中刀具配置的“矛盾”现象硬岩地层只需滚刀，但有时必须安装切刀（或刮碴板），切刀在破硬岩过程中几乎没有作用，由于贯入度和高度差的原因，产生瞬间冲击荷载，切刀被磨平或被崩断。
在复合地层中，有些砂、卵石地层或同一断面中有硬岩和软岩，所以刀盘必须配备切刀和先行刀以对应非硬岩的需要。
同理，在软岩和软土地情况下，本不需安装滚刀，但在由于可能存在部分硬岩，又必须安装滚刀，导致滚刀严重损坏，失去破岩功能。
6 、砂卵石地层中（尤其含大直径漂石）长距离隧道掘进的工况下，刀具配置新的设计理念和思路北京地铁9号线06标段，盾构单线隧道长度约为1238m，地层主要为卵石层、圆砾层、强风化～中风化砾岩层、强风化粘土岩，局部为粉质粘土层和细砂层。
开挖面围岩不稳定，粘土岩和强风化砾岩的单轴抗压强度为0.3～2.0Mpa，为极软岩。
详勘报告中推测大于40 0mm粒径卵石含量为15%～40%，隧道附近基坑内有1500×2000mm漂石，不排除有粒径更大的漂石存在，且随机分布。
随机取样卵石和砾石的单轴抗压强度为120～187 Mpa，石英和长石含量为70%～95%。
盾构厂家针对本标段的地层在刀具配置方面提出了新的设计理念和思路。
为了使刀具能够充分发挥作用，盾构机设计使用了3130 mm大直径轴承，配备了1200kw的驱动动力，使刀盘的托困扭矩为774t.m，转速可达0～3.2rpm，同时在刀盘面板和周边焊接碳化铬超硬耐磨板和耐磨网。
刀具布置方面（初步预案），开口槽密排宽幅切刀100把（带耐磨合金头）、面板上配备大横断面高耐磨双层碳化钨重型撕裂刀（先行刀）31把、刀盘外周和边缘位置配备双刃(17”)滚刀10把，中心锥形刀1把。
滚刀和重型撕裂刀采用刀盘后装式，可通过刀盘内的转接箱方便地进行拆卸、互换。
刀具的破岩原理，利用刀盘高速转速产生的冲击惯性能量，通过滚刀和大横断面重型撕裂刀进行卵石、砾石和漂石的刀盘前“锤击”破碎。
但由于是在软岩地层中掘进，卵石、砾石和漂石在基岩内不能被固定，不能提供给滚刀足够的转动力矩和滚刀切岩的支撑力，导致滚刀破岩失效。
7 、刀具配置设计时应考虑的因素7.1、实际施工时会遇到各种复杂地层，地质资料提供的只是部分的钻探资料，不能完全准确反映实际地质情况，因此在进行刀具配置设计时必须考虑对地质进行充分的分析和研究，刀具配置要有一定的富余和能力储备；7.2、不同的工程地质需配置不同的刀具，软土地层只需配置切削型刀具；砂卵石地层除配置切刀外，还需配置先行刀；风化岩及软硬不均地层除配置切削型刀具外，还需配置先行刀、滚刀；在复合地层中，要保证不同种类刀具相互可换性；7.3 、刀具配置要覆盖整个开挖断面，为保证刀盘受力均衡，运转平稳，刀具要对称性布置；切刀要正反方向布置，同时要确保每个轨迹有2把切刀；对切刀排列方式进行选择，整体连续排列或牙型交错排列；通过周边刀保证开挖直径；保证滚刀纯滚动，要考虑周边滚刀的安装角度，同时增加周边滚刀的数量；7.4 、刀具安装通过螺栓固定或设计转接箱，便于安装、拆装、更换和修理方便；7.5、通过合理选择耐磨材料和合金镶嵌技术；对刀盘和开口槽进行耐磨处理；对加泥、加泡沫系统进行合理设计，减少刀具掘进磨损和冲击，提高刀具的耐久性，延长刀具的使用寿命；7.6 、适应城市繁华地区施工的需要，综合合理选择刀具种类和尺寸，确定刀具的超前量、相互高差，尽可能减少刀盘旋转刀具切削土体过程对周边土体及环境的扰动，尽量使各种刀具磨损均匀，充分发挥各种刀具的切削性能；7.7 、配备刀具磨损监测和报警装置，如液压式、电磁式、超声波探测式。
