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トンネルボーリングマシン用の炭化タングステンインサート: 実践的なフィールドガイド

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トンネルボーリングマシンでシフトを過ごしたことがある人なら誰でも、作業全体を支配する計算を知っています。つまり、カッター セットごとに掘削されるメートル数と、カッターがヘッドから外れる必要がある場合の損失時間です。 トンネルボーリングマシン用超硬インサート s はその算術の真ん中に座っています。それらは小さな部品で、多くの場合親指よりも幅が狭いですが、カッターリングがその動作を終えるか、欠けて平らになって使い物にならないかどうかを決定します。

当社は 1990 年以来常州で超硬合金製品を製造しており、その作業の多くは最終的に採掘、掘削、トンネル掘削装置に使用されています。以下に、これらのインサートが地下で何を行うか、地盤にグレードを合わせる方法、および注文前に確認する価値があることについて実際に見ていきます。

超硬インサートが TBM で実際に行うこと

トンネルボーリングマシンは、のこぎりで木材を切断するように岩石を切断するわけではありません。巨大な推力の下でディスクカッターがフェースに押し付けられ、接触点の下で岩が砕けます。したがって、ヘッド上のすべてのインサートは、高い圧縮応力、岩石の破片や微粉による摩耗、カッターがフェースを転がるたびに繰り返される衝撃にさらされます。

カーバイドは、ほとんどの人が予想するよりも多くの場所に存在します。

  • ゲージカッターとゲージボタン。一定の側面摩耗に対してヘッドが完成直径を保持する必要があります。
  • 超硬チップのディスク リングのフェース インサート。岩石の摩耗性が高く、普通鋼のリングでは摩耗が早すぎる場合に使用されます。
  • 柔らかい地面用のスクレーパーチップとリッパー歯。材料を粉砕するのではなく持ち上げることが仕事です。
  • カッターヘッドの表面にスタッドとプレートを装着し、泥バケットとスクリューコンベアを使用して、同じ摩耗性の損耗から鋼構造物を保護します。

これらすべての部分は 1 つの要件を共有しています。超硬はホルダーに固定されたままであり、加工刃をできるだけ長く保持し、粉砕されるのではなく予測可能な方法で破損する必要があります。

カッターヘッドのインサート ファミリ

カッターヘッドの位置が異なると、同じ材質でも異なるものが要求されます。ゲージインサートはトンネルの直径を設定するため、最大の耐摩耗性が必要です。フェースインサートには、耐摩耗性と衝撃靱性のバランスが求められます。スクレーパーチップは、何よりも靭性と健全なろう付け接合を求めます。

表 1: トンネルボーリングマシンの一般的な超硬インサートの位置と、各位置が最も依存する特性。
挿入位置 主な仕事 最も重要な財産
ゲージカッターボタン 仕上がりトンネル径を保持 耐摩耗性と硬度
ディスクリングフェースインサート 岩を砕いて貫通する 靭性と耐摩耗性のバランスが取れています
スクレーパーとリッパーチップ 柔らかい地面や壊れた地面を持ち上げる 衝撃靱性とろう付け強度
カッターヘッド摩耗スタッド 鉄骨構造物を守る 硬度と耐摩耗性
泥バケットとコンベアライナー 滑り摩耗に強い 適度な靭性を備えた硬度

出発点が必要な場合は、当社独自のトンネルボーリングマシン用インサート製品群が、上記のゲージ、切羽、摩耗位置を標準サイズおよび図面でカバーしています。

Tungsten Carbide Inserts for Tunnel Boring Machines トンネルボーリングマシン用超硬インサート 中硬質岩向けの複数のグレードでゲージ、フェース、摩耗位置をカバーし、標準サイズまたは図面で利用可能です。 製品を見る→

カタログを読む前に基礎を読んでください

私たちがよく見る間違いは、岩を見ずにカタログからグレードを選択することです。同じ直径の 2 つのトンネルには、まったく異なるインサートが必要になる場合があります。

何かを指定する前に、次の 4 つのことを知っておく価値があります。

  1. 岩石の圧縮強度。各カッターが耐えられる推力を設定します。
  2. 研磨性。通常はセルチャー研磨指数として表され、エッジがどれだけ早く鈍くなるかを示します。
  3. 硬くて細粒の鉱物が炭化物を素早く研磨するため、石英の含有量と粒子サイズが異なります。
  4. 岩盤の構造は、破砕されたブロック状の地盤により、巨大な切羽には生じない衝撃荷重を生み出します。

混合顔の状態は最も困難なケースです。ヘッドが 1 回転で粘土から花崗岩に入るとき、インサートには数秒以内に滑り摩耗と鋭い衝撃の両方が見られます。この場合、たとえ最初は若干柔らかくても、粒子が粗くコバルトの多いグレードがより安全な選択となります。

グレード、粒度、コバルトのわかりやすい言葉

切削工具用の炭化タングステンは、コバルト結合剤によって炭化タングステン粒子が結合されたものです。コバルトの存在量と炭化物粒子の粗さという 2 つの変数がほとんどの役割を果たします。

  • コバルトが少なく、粒子が細かい: 最も硬く、最も耐摩耗性の高い組み合わせで、安定した予測可能な面を持つ研磨岩に適しています。
  • 中程度のコバルト、中程度のグレイン: ほとんどの TBM 作業に適した汎用の中間点です。
  • 高コバルト、粗粒: 最も丈夫なオプションで、ブロック状の地面、衝撃の強い、混合面に選択されます。

硬度と靱性は常に相反関係にあるため、どのグレードでも勝てるということはありません。優れたメーカーが行うことは、最初の試験で検証した性能が 10 回目の注文でも得られる性能になるように、バッチごとに一貫してグレードを維持することです。

加工は化学と同じくらい重要です。焼結で残った気孔はクラックスターターとして機能するため、真空または低圧焼結では、安価にプレスして焼結した部品よりもはるかに信頼性の高いインサートが得られます。

挿入が失敗する場合とその失敗が何を示すか

カーバイドは、スクラップ箱に入れる前に摩耗した部品を見れば、通常、故障の理由を示します。パターンを調べると、多くの場合、カッター セット全体が節約されます。

表 2: TBM カッターヘッドでよくあるインサート不良パターンと通常の修正措置。
あなたが見るもの 考えられる原因 何を変えるのか
欠けや剥離 等級靭性を超えた影響 高コバルトまたはより粗い粒子に移行する
平らに磨かれた先端 硬度を上回る摩耗 低コバルトまたはより微細な粒子グレード
灰色のエッチングされた表面 水やスラリーによるバインダーの攻撃 バインダーの選択と排水を確認してください
スタッドの緩みまたは欠落 穴のフィット感が悪い、または固定が弱い しまりばめと穴の品質を確認する
先端周りに亀裂あり 熱疲労と機械疲労 ろう付けサイクルと切断パラメータを確認する

カッターごとではなく、チェーンごとに摩耗パターンを記録することは、習慣化する価値があります。インサートはサプライヤーに持ち込めるデータに保存されないという漠然とした感覚に変わります。

購入前に確認すべきこと

インサートの価格はさまざまですが、カッター セットが故障した場合のコストは、部品の価格ではなくダウンタイムで測定されます。いくつかの簡単なチェックによって、本格的なメーカーと商社が区別されます。

  1. バッチトレーサビリティにより、問題のあるグレードをプレスおよび焼結の実行まで遡ることができます。
  2. 粉末サプライヤーからの証明書だけでなく、完成部品の硬度試験も実施します。
  3. 金属組織学的検査により、気孔率、結合剤の分布、粒子構造がチェックされます。
  4. 各チップの穴と頭部の寸法管理により、ホルダへのフィット感によってインサートが留まるかどうかが決まります。
  5. ISO 9001 や ISO 14001 などのマネジメント システム認証。少なくとも文書化されたプロセスを確認します。
  6. ボリュームをコミットする前に、マシン上で試用バッチを実行する意欲。

私たちは、選択基準とサプライヤーへの質問について、より長いウォークスルーを書きました。 TBM タングステンカーバイドインサート 工具の寿命計画をさらに詳しく知りたい場合は、

TBMと連携して動作するツール

トンネルプロジェクトでは、カッターヘッドインサートだけが必要になることはほとんどありません。切羽前方のプローブ掘削、フォアポーリング、グラウンドアンカー、および 2 台の TBM ドライブをリンクすることが多いドリルおよびブラストセクションはすべて、硬岩掘削ツールを消費します。材料のロジックはよく知られています。超硬ボタンまたはインサートを鋼の本体にセットし、鋼が荷重を支えながら切削を行います。

Tungsten Carbide Rock Drilling Tools and Grades 炭化タングステン削岩ツールとグレード 衝撃や摩耗の状態に応じて、削岩や採掘用途向けのグレードがリストされた超硬合金穴あけ工具を参照してください。 製品を見る→

ロードヘッダーと継続的な鉱山労働者は全体像の残りの半分です。柔らかい地盤や石炭では、ディスクではなく回転ヘッド上の円錐形のピックを使用して掘削が行われます。超硬チップを備えた丸シャンクピックは、カッターインサートとまったく同じように消耗品であり、材種、チップの保持力、立方メートルあたりのコストについても同じ問題が当てはまります。

Tungsten Carbide Round Shank Picks for Coal Mining 炭鉱用炭化タングステン丸シャンクピック 石炭および半石炭岩石用に設計されたこれらのピックは、高い耐衝撃性を備え、高出力の重石炭カッターヘッドに適しています。 製品を見る→

部品番号ではなくパートナーを選択する

インサートの選択は、1 回限りの購入決定ではありません。地面の状態は線形に沿って変化し、カッターの設計は見直され、最初の 1 キロメートルで良好な結果を示した勾配も 5 キロメートル目で調整が必要になる場合があります。最も役立つのは、岩肌についてもパウダーについてと同じように気楽に話してくれ、単一の印象的なサンプルではなく一貫した部品を生産できるサプライヤーです。

常州にある当社のワークショップでは、プレス、低圧焼結、仕上げ研削を社内で処理しており、標準部品番号と同じくらい簡単に顧客の図面から作業を行います。トンネルプロジェクトに超硬を指定していて、グレード、形状、リードタイムについて相談したい場合は、 江蘇凱特タングステン技術 あなたの図面と着用記録を喜んで見て、出発点を提案します。