El cabezal de corte es un componente crítico de una máquina de protección; Durante el proceso de excavación del túnel, cumple la función de triturar roca y suelo, facilitar el flujo de lodo y brindar soporte a la cara del túnel.
Estructura mecánica
Actualmente, las estructuras de los cabezales de corte de las máquinas de protección se dividen principalmente en tres categorías: tipo de radio-, tipo de disco- y una estructura compuesta que combina radios y discos. Los cabezales de corte de las máquinas de escudo de tamaño grande y mediano- suelen emplear una configuración de soporte central. La tasa de paso de partículas-la proporción del área abierta del cabezal de corte-es aproximadamente del 67 % para los cabezales de corte de tipo radio-y del 33 % para los cabezales de corte de tipo disco-.
Materiales de corte y tecnologías clave
Los "dientes" de una máquina de protección son las cuchillas montadas en su cabezal de corte frontal-. En las superficies de trabajo de estos cortadores-donde se requiere una "confrontación" directa con la roca-se utilizan aleaciones duras; Estos materiales poseen una dureza sólo superada por la del diamante. Las cortadoras de máquinas con escudo deben poseer suficiente dureza para garantizar la resistencia al desgaste, resistencia adecuada para evitar fracturas y suficiente tenacidad para soportar fuerzas de impacto. Uno de los factores críticos que determinan esta resistencia y tenacidad es el control preciso del tamaño del grano durante la preparación del polvo de carburo de tungsteno. Las tecnologías avanzadas en este campo permiten la producción de granos de WC (carburo de tungsteno) con tamaños tan finos como 9 micrómetros. Otras tecnologías clave relacionadas incluyen novedosas técnicas de soldadura fuerte reguladas en múltiples-campos y múltiples-escalas que incluyen refuerzo compuesto de modificación ultrasónica y nano-, así como nuevos métodos de fabricación aditiva por láser para cortadores de disco con alto-carbono y alta-dureza.
Sistemas Auxiliares e Inteligentes
Detrás del cabezal de corte de la máquina protectora se encuentra un anillo de gatos hidráulicos. Se inyecta una mezcla de espuma para facilitar la agitación de la roca por parte del cabezal de corte y ablandar el suelo, reduciendo así la dificultad de la operación de excavación del túnel. Las configuraciones modernas de los cabezales de corte a menudo presentan diseños optimizados para terrenos blandos, incorporando la capacidad de reemplazo del cortador de presión atmosférica-. El cabezal de corte está equipado con elementos sensores capaces de monitorear el estado operativo de las cortadoras en tiempo real. Al aumentar la relación de apertura del cabezal de corte, integrar un sistema de lavado central de alta-presión y alto-flujo y desplegar un sistema de alerta temprana de "suciedad-aglomeración" del cabezal de corte-complementado con dispositivos de cámara retráctiles-es posible observar las condiciones dentro de la zona de trabajo del cabezal de corte sin necesidad de que personal ingrese a la cámara bajo presión.
