La testa di taglio è un componente critico di una macchina per scudi; durante il processo di scavo, svolge le funzioni di frantumare roccia e terreno, facilitare il flusso del letame e fornire supporto al fronte del tunnel.
Struttura meccanica
Attualmente, le strutture delle teste di taglio delle macchine scudo rientrano principalmente in tre categorie: tipo a raggi-, tipo a dischi- e una struttura composita che combina sia raggi che dischi. Le teste di taglio per macchine con scudo di grandi e medie dimensioni- utilizzano in genere una configurazione di supporto centrale. La velocità di passaggio delle particelle-la proporzione dell'area aperta della testa di taglio-è pari a circa il 67% per le teste di taglio di tipo-a raggi e il 33% per le teste di taglio di tipo a disco-.
Materiali della taglierina e tecnologie chiave
I "denti" di una macchina per scudi sono le lame montate sulla testa di taglio- anteriore. Sulle superfici di lavoro di queste frese-dove è richiesto il "confronto" diretto con la roccia-vengono utilizzate leghe dure; questi materiali possiedono una durezza seconda solo a quella del diamante. Le frese della macchina scudo devono possedere una durezza sufficiente per garantire resistenza all'usura, resistenza adeguata per prevenire fratture e tenacità sufficiente per resistere alle forze di impatto. Uno dei fattori critici che determinano questa resistenza e tenacità è il controllo preciso della dimensione del grano durante la preparazione della polvere di carburo di tungsteno. Le tecnologie avanzate in questo campo consentono la produzione di grani di WC (carburo di tungsteno) con dimensioni fino a 9 micrometri. Altre tecnologie chiave correlate includono nuove tecniche di brasatura regolamentata multi-campo e multi-scala con rinforzo composito a ultrasuoni e nano-modifica, nonché nuovi metodi di produzione additiva laser per frese a disco ad alto-carbonio e alta-durezza.
Sistemi ausiliari e intelligenti
Un anello di martinetti idraulici è posizionato dietro la testa di taglio della macchina scudo. Viene iniettata una miscela di schiuma per facilitare l'agitazione della roccia da parte della testa fresante e per ammorbidire il terreno, riducendo così la difficoltà dell'operazione di scavo. Le moderne configurazioni delle teste di taglio spesso presentano design ottimizzati per terreni morbidi, incorporando la possibilità di sostituire le frese a pressione atmosferica-. La testa portalame è dotata di elementi sensori in grado di monitorare in tempo reale lo stato operativo delle frese. Aumentando il rapporto di apertura della testa di taglio, integrando un sistema di lavaggio centrale ad alta-pressione e-flusso elevato e implementando un sistema di allarme rapido "muck-caking" della testa di taglio-integrato da dispositivi di telecamere retrattili-, è possibile osservare le condizioni all'interno della zona di lavoro della testa di taglio senza richiedere al personale di entrare nella camera sotto pressione.
