據(jù)鉆具廠家聊城三力機械公司分析，對于盾構機來說，掘削系統(tǒng)即是掘削刀盤及其驅(qū)動系統(tǒng)。掘削系統(tǒng)對于盾構機的施工效果有著決定性的影響,而且選擇的差異對盾構機造價也有著很大的影響,刀盤 選型可以影響到總造價的4%～8%,尤其掘削設備的裝備扭矩是盾構機最基本的參數(shù)之一。盾構機掘削刀盤即作轉動或搖動的盤狀掘削器，由掘削地層的刀具，穩(wěn)定掘削面的面板，出土槽口，轉動或搖動的驅(qū)動機構，軸承機構等構成。
一、盾構磨損的影響因素
在盾構機推進力作用下盾構刀具對開挖面土體產(chǎn)生一定壓力。隨著刀盤的旋轉，刀具與土砂磨料摩擦，從而產(chǎn)生磨損。刀具的磨損與地質(zhì)條件、盾構刀具材質(zhì)及其在刀盤上的安裝位置有關，并且隨著 刀具掘削里程的增加而增大。布置在刀盤周邊的刀具由于線速度大，切削路線長，因而磨損快、易折斷、壽命短。刀具損壞的主要形式有刀具的磨耗和脫落。刀具的 磨耗受材質(zhì)、硬度、作用的推力以及地質(zhì)條件和刀具切人深度、速度、時間的影響;刀具脫落主要與安裝方法有關，施工時也受刀柄的磨耗和礫石、障礙物的影響。盾構機在掘進中會遇到各種不同地層，從淤泥、黏土、砂層、砂卵石層到軟巖及硬巖等。開挖過程中刀具受力復雜，工作環(huán)境惡劣。刀具的磨損與施工地層密切相關。淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粘質(zhì)粉土 等地層對刀具的磨損很小，而砂土、砂卵石礫石地層對刀具的磨損十分嚴重，甚至使刀具折斷。這種情況在已經(jīng)施工的工程中得到了印證。
二、盾構機的構造部件盾構刀具磨損分析
1、刀圈斷裂
刀圈選用材質(zhì)與地質(zhì)巖性不適用，當巖石抗壓強度較高時，對刀圈的自身硬度要求也較高，刀圈抗沖擊性能也隨之下降，將造成刀圈斷裂，稱為沖擊疲勞斷裂。同時 配合間隙過盈量超過規(guī)定值時，在掘進中因刀具內(nèi)外溫度相差較大，將會造成刀圈斷裂，稱為內(nèi)應力斷裂。在掘進過程中刀具冷卻效果不好，特別是在淤泥、黏土地質(zhì)或巖石斷裂帶夾層造成刀具被包裹，將會造成刀圈斷裂，稱為內(nèi)應力斷裂。
2、軸承損壞與刀圈偏磨
工程刀具密封效果差，包括有密封配合間隙、橡膠彈力與硬度、機械密封平面度、機械密封面硬度與耐磨性能等，泥砂進入刀具內(nèi)部造成軸承損壞后，刀圈產(chǎn)生偏磨;潤滑脂熱膨脹系數(shù)超過規(guī)定，在刀具受熱時密封油脂外溢，冷卻降溫時泥水進入刀具軸承內(nèi)，或是裝配時內(nèi)部空氣沒有排盡，造成軸承損壞后刀圈 偏磨;刀具轉動部件裝配間隙不合理，刀圈轉動扭矩超過規(guī)定值時，軸承加速磨損而損壞;轉動扭矩低于規(guī)定值時，造成密封與密封面之間自由間隙過大，密封失效，泥水進入，造成軸承損壞后刀圈偏磨。