一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法
阅读说明：本技术 一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法 (Method for repairing screw hole of normal-pressure cutter head cutter barrel of slurry balance shield tunneling machine ) 是由 张玉宝 叶虎 王建 鲁和友 严淦 卢振勇 毛知新 侯保俊 何晓东 武金城 徐文博 于 2021-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法,该方法包括：一、清理并固定待修复刀筒；二、安装定位工装；三、钻孔并拆除定位工装；四、修复待修复的螺丝孔；五、封堵修复好的螺丝孔。本发明将所述待修复刀筒反向固定在所述钻床上,从所述刀座固定端头的反面对待修复螺丝孔进行修复,维修工艺简单,避免了旧修复工艺造成的再次损坏维修和甚至造成刀筒报废的可能,可节约大量时间成本和资金成本；同时利用所述定位工装从所述刀座固定端头的反面对所述螺丝孔的位置进行确定,在不损伤所述待修复刀筒的前提下,增加了刀筒的可修复性,进一步增加刀筒的可靠性及使用寿命,减少后期施工风险。(The invention discloses a method for repairing a screw hole of a cutter drum of a normal-pressure cutter head of a slurry balance shield machine, which comprises the following steps: firstly, cleaning and fixing a to-be-repaired knife cylinder; secondly, installing a positioning tool; thirdly, drilling and dismantling the positioning tool; fourthly, repairing the screw hole to be repaired; and fifthly, plugging the repaired screw hole. According to the invention, the tool cylinder to be repaired is reversely fixed on the drilling machine, the screw hole to be repaired is repaired from the reverse side of the fixed end head of the tool apron, the maintenance process is simple, the possibility of damaging and repairing again and even scrapping the tool cylinder caused by the old repair process is avoided, and a large amount of time cost and capital cost can be saved; utilize simultaneously the location frock is followed the reverse side of blade holder fixed end is right the position of screw hole is confirmed, is not damaging under the prerequisite of treating to restore the sword section of thick bamboo, has increased the repairability of a sword section of thick bamboo, further increases the reliability and the life of a sword section of thick bamboo, reduces later stage construction risk.)
技术领域
本发明属于盾构机维修技术领域，尤其是涉及一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法。
背景技术
盾构机在复杂的地质中掘进不仅对施工单位的作业水平要求较高，对盾构机的耐用性也是较大的考验。盾构机刀盘承担着隧道开挖的主要工作，承受着巨大的震动和压力。这些震动和压力都传递到了常压刀筒内的刀座连接螺栓上，掘进过程中，刀具磨损和异常损坏不可避免，刀座固定螺栓由于震动和压力，会出现部分螺栓松动脱落及断丝，损坏刀筒螺栓孔内丝，造成刀筒不能使用的情况。
目前常用的修复方法有：一种是对于螺栓孔内丝有损伤的进行重新攻丝，此种方法处理过的螺栓孔基本在使用过程中会再次出现坏丝及螺栓拆不下来的情况；另一种是通过对螺栓孔扩孔攻丝，加工安装丝套，此种方法缺点为丝套厚度较厚，螺栓孔扩孔直径较大，部分区域螺栓孔壁厚较薄不能用次方法修复，且丝套丝在使用过程中出现损坏再次维修困难。可见，传统维修方法需要从内部钻孔维修，从内部修的话钻杆需要一米多长，而且修完孔还会坏，坏了还得重复维修，且这样维修的话，钻机要改造，维修效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法，将所述待修复刀筒反向固定在所述钻床上，从所述刀座固定端头的反面对待修复螺丝孔进行修复，维修工艺简单，避免了旧修复工艺造成的再次损坏维修和甚至造成刀筒报废的可能，可节约大量时间成本和资金成本；同时利用所述定位工装从所述刀座固定端头的反面对所述螺丝孔的位置进行确定，在不损伤所述待修复刀筒的前提下，增加了刀筒的可修复性，进一步增加刀筒的可靠性及使用寿命，减少后期施工风险。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
包括以下步骤：
步骤一、清理并固定待修复刀筒：将待修复刀筒的外表面和待修复刀筒上的螺丝孔进行清理；使所述待修复刀筒的法兰朝下并放置在钻床上，调整所述待修复刀筒的平整度，确保所述待修复刀筒的平整度不大于0.5mm，利用固定件将所述待修复刀筒反向固定在所述钻床上；
步骤二、安装定位工装，过程如下：
步骤201、确认所述刀座固定端头上的待修复螺丝孔的数量和位置，在需要修复的该组所述螺丝孔的底部水平安装下定位板，所述下定位板布设在所述待修复刀筒的刀座固定端头的内侧；利用螺栓将所述下定位板和所述刀座固定端头进行连接；其中，所述螺栓安装在不需要修复的所述螺丝孔内；
步骤202、在所述下定位板的下安装孔内竖向安装连接杆，所述连接杆的端部开设有外螺纹，所述连接杆的底部穿过所述下安装孔后通过下螺母固定在所述下定位板的底面上；
步骤203、在每个所述连接杆上均套设保护套，所述连接杆的高度大于所述保护套的高度，且所述保护套的高度大于所述下定位板和所述刀座固定端头的顶面之间的垂直距离；
步骤204、在所述保护套的顶部水平安装上定位板，使所述连接杆的顶部穿过所述上定位板的上安装孔，并利用上螺母将所述上定位板固定在所述保护套的顶部；
步骤三、钻孔并拆除定位工装，过程如下：
步骤301、所述上定位板上开设有多个上定位孔，多个所述上定位孔的数量和所述刀座固定端头上需要修复的该组所述螺丝孔的数量相等且一一对应；根据步骤201中确定好的待修复螺丝孔的数量和位置，利用钻具穿过所述上定位孔对所述刀座固定端头的底部进行钻孔，形成底孔；其中，所述底孔与所述刀座固定端头上的待修复螺丝孔相连通；
步骤302、钻孔完成后，旋拧上螺母，拆除所述上定位板；然后将所述保护套拆除，旋拧所述下螺母，拆除所述连接杆；最后旋拧所述螺栓，拆除所述下定位板，完成所述定位工装的拆除；
步骤四、修复待修复的螺丝孔：对所述底孔进行扩孔，并在孔口处进行倒角施工；利用丝锥对加工后的所述底孔进行攻丝，攻丝完成后将钢丝螺套旋入所述底孔内，使所述钢丝螺套进入所述底孔内的长度不小于50mm，所述钢丝螺套的顶部低于所述刀座固定端头的顶面；
步骤五、封堵修复好的螺丝孔：向所述底孔内放入实心堵头，所述实心堵头伸入至所述底孔内的长度不小于20mm；对所述实心堵头与所述待修复刀筒的刀座固定端头的连接处进行封堵。
上述的一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法，其特征在于：步骤201中，所述下定位板上开设有多个供所述螺栓安装的下定位孔，所述下定位孔的数量和所述上定位孔的数量相等且一一对应；所述下定位板和所述刀座固定端头之间、所述上定位板和所述刀座固定端头之间均水平设置有平垫。
上述的一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法，其特征在于：所述下定位板上开设有多个供所述连接杆安装的下安装孔，多个所述下安装孔沿所述下定位板的周向方向布设；所述上定位板上开设有多个与下安装孔相配合的上安装孔，多个所述上安装孔沿所述上定位板的周向方向布设。
上述的一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法，其特征在于：所述上定位板和所述下定位板上均开设有供液压磨损探头穿过的通孔，所述通孔布设在多个所述下定位孔围成的区域内或者布设在多个所述上定位孔围成的区域内。
上述的一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法，其特征在于：所述上定位板和所述上螺母之间、以及所述下定位板和所述下螺母之间均安装垫片。上述的一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法，其特征在于：步骤五中，对所述实心堵头与所述刀座固定端头的连接处封堵时，可采用玻璃胶，或者在所述实心堵头与所述刀座固定端头进行焊接固定。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将所述待修复刀筒反向固定在所述钻床上，从所述刀座固定端头的反面对待修复螺丝孔进行修复，维修工艺简单，避免了旧修复工艺造成的再次损坏维修和甚至造成刀筒报废的可能，可节约大量时间成本和资金成本。
2、本发明通过利用所述定位工装从所述刀座固定端头的反面对所述螺丝孔的位置进行确定，在不损伤所述待修复刀筒的前提下，增加了刀筒的可修复性，进一步增加刀筒的可靠性及使用寿命，减少后期施工风险。
3、本发明在安装所述下定位板时，利用不需要修复的所述螺丝孔进行固定，在不额外打孔和增加单独固定装置的前提下，合理利用所述待修复刀筒，简化了修复工序，提高了修复效率。
4、本发明中每个所述连接杆上套设的保护套的高度大于所述下定位板和所述刀座固定端头的顶面之间的垂直距离，能保证所述上定位板和所述刀座固定端头不接触，在后续修复所述螺丝孔的过程中，保证所述螺丝孔的精度。
5、本发明对修复好的所述螺丝孔的端部进行封堵，可避免螺丝孔内进入泥浆被腐蚀，延长螺栓及钢丝螺套的使用寿命。
综上所述，本发明将所述待修复刀筒反向固定在所述钻床上，从所述刀座固定端头的反面对待修复螺丝孔进行修复，维修工艺简单，避免了旧修复工艺造成的再次损坏维修和甚至造成刀筒报废的可能，可节约大量时间成本和资金成本；同时利用所述定位工装从所述刀座固定端头的反面对所述螺丝孔的位置进行确定，在不损伤所述待修复刀筒的前提下，增加了刀筒的可修复性，进一步增加刀筒的可靠性及使用寿命，减少后期施工风险。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明安装定位工装的施工状态示意图。
图2为本发明上定位板、保护套和刀座固定端头的的位置关系示意图。
图3为本发明上定位板和下定位板的结构示意图。
图4为本发明的流程图。
附图标记说明:
1—刀座固定端头； 2—上定位孔； 3—下定位板；
4—下定位孔； 5—下安装孔； 6—连接杆；
7—保护套； 8—上定位板； 9—上安装孔；
10—上螺母； 11—垫片； 12—通孔；
13—平垫； 14—液压磨损探头。
具体实施方式
如图1至图4所示的一种泥水平衡盾构机常压刀盘刀筒螺丝孔的修复方法，包括以下步骤：
步骤一、清理并固定待修复刀筒：将待修复刀筒的外表面和待修复刀筒上的螺丝孔进行清理；使所述待修复刀筒的法兰朝下并放置在钻床上，调整所述待修复刀筒的平整度，确保所述待修复刀筒的平整度不大于0.5mm，利用固定件将所述待修复刀筒反向固定在所述钻床上；
步骤二、安装定位工装，过程如下：
步骤201、确认所述刀座固定端头1上的待修复螺丝孔的数量和位置，在需要修复的该组所述螺丝孔的底部水平安装下定位板3，所述下定位板3布设在所述待修复刀筒的刀座固定端头1的内侧；利用螺栓将所述下定位板3和所述刀座固定端头1进行连接；其中，所述螺栓安装在不需要修复的所述螺丝孔内；
步骤202、在所述下定位板3的下安装孔5内竖向安装连接杆6，所述连接杆6的端部开设有外螺纹，所述连接杆6的底部穿过所述下安装孔5后通过下螺母固定在所述下定位板3的底面上；
步骤203、在每个所述连接杆6上均套设保护套7，所述连接杆6的高度大于所述保护套7的高度，且所述保护套7的高度大于所述下定位板3和所述刀座固定端头1的顶面之间的垂直距离；
步骤204、在所述保护套7的顶部水平安装上定位板8，使所述连接杆6的顶部穿过所述上定位板8的上安装孔9，并利用上螺母10将所述上定位板8固定在所述保护套7的顶部；
步骤三、钻孔并拆除定位工装，过程如下：
步骤301、所述上定位板8上开设有多个上定位孔2，多个所述上定位孔2的数量和所述刀座固定端头1上需要修复的该组所述螺丝孔的数量相等且一一对应；根据步骤201中确定好的待修复螺丝孔的数量和位置，利用钻具穿过所述上定位孔2对所述刀座固定端头1的底部进行钻孔，形成底孔；其中，所述底孔与所述刀座固定端头1上的待修复螺丝孔相连通；
步骤302、钻孔完成后，旋拧上螺母10，拆除所述上定位板8；然后将所述保护套7拆除，旋拧所述下螺母，拆除所述连接杆6；最后旋拧所述螺栓，拆除所述下定位板3，完成所述定位工装的拆除；
步骤四、修复待修复的螺丝孔：对所述底孔进行扩孔，并在孔口处进行倒角施工；利用丝锥对加工后的所述底孔进行攻丝，攻丝完成后将钢丝螺套旋入所述底孔内，使所述钢丝螺套进入所述底孔内的长度不小于50mm，所述钢丝螺套的顶部低于所述刀座固定端头1的顶面；
步骤五、封堵修复好的螺丝孔：向所述底孔内放入实心堵头，所述实心堵头伸入至所述底孔内的长度不小于20mm；对所述实心堵头与所述待修复刀筒的刀座固定端头1的连接处进行封堵。
本发明将所述待修复刀筒反向固定在所述钻床上，从所述刀座固定端头1的反面对待修复螺丝孔进行修复，维修工艺简单，避免了旧修复工艺造成的再次损坏维修和甚至造成刀筒报废的可能，可节约大量时间成本和资金成本。
本发明利用所述定位工装从所述刀座固定端头1的反面对所述螺丝孔的位置进行确定，在不损伤所述待修复刀筒的前提下，增加了刀筒的可修复性，进一步增加刀筒的可靠性及使用寿命，减少后期施工风险。
本发明在安装所述下定位板3时，利用不需要修复的所述螺丝孔进行固定，在不额外打孔和增加单独固定装置的前提下，合理利用所述待修复刀筒，简化了修复工序，提高了修复效率。
本发明中在每个所述连接杆6上套设的保护套7的高度大于所述下定位板3和所述待修复刀筒的顶面之间的垂直距离，能保证所述上定位板8和所述待修复刀筒不接触，在后续修复所述螺丝孔的过程中，保证所述螺丝孔的精度。
本发明对修复好的所述螺丝孔的端部进行封堵，可避免螺丝孔内进入泥浆被腐蚀，延长螺栓及钢丝螺套的使用寿命。
实际使用时，可对所述待修复刀筒的外表面进行清理，同时对各个螺丝孔中的铁锈、杂质等进行清理，并对各个螺丝孔处的的平面变形进行打磨，待清理结束后将所述待修复刀筒放置到钻床的工作台上，通过找正法兰，确定所述待修复刀筒的平整度，最后利用钻床上的夹持装置对所述待修复刀筒进行夹持固定。
需要说明的是，所述连接杆6位于所述下定位板3和所述上定位板8之间的杆段上套设有保护套7，限制所述保护套7的高度是为了保证所述上定位板8和所述待修复刀筒不接触，在后续修复所述螺丝孔的过程中，保证所述螺丝孔的精度，优选的，所述连接杆6超出所述待修复刀筒的顶面的垂直距离为1cm。同时安装所述保护套7也是为了保证所述上定位板8和所述下定位板3呈平行布设，从另一方面保证了修复的所述螺丝孔的精度。
实际使用时，对所述底孔进行扩孔时，正面区域刀筒M27螺纹孔扩至φ27.8mm，中心区域刀筒M24螺纹孔扩至φ24.9mm，表面光洁度与粗糙度为6.3微米，需注意保证孔的位置精度符合图纸要求；倒角时，所述底孔孔口处的倒角轴向深度为3.5mm；攻丝时，丝锥长度需要大于刀筒前端厚度110mm。特别的，在安装所述实心堵头时，可向所述底孔内倒入螺纹紧固胶，防止所述实心堵头和所述底孔之间的螺纹连接出现松动，使所述实心堵头锁紧不会松动。
如图3所示，本实施例中，步骤201中，所述下定位板3上开设有多个供所述螺栓安装的下定位孔4，所述下定位孔4的数量和所述上定位孔2的数量相等且一一对应；所述下定位板3和所述刀座固定端头1之间、所述上定位板8和所述刀座固定端头1之间均水平设置有平垫13。
实际使用时，利用所述下定位孔4和所述螺丝孔的结合，可将所述下定位板3固定在所述待修复刀筒内，为后续所述定位工装的安装提供了支撑基础；同时利用所述待修复刀筒上现有的螺丝孔对所述下定位板3进行安装，简化了修复步骤，提高了修复效率。在所述下定位板3和所述刀座固定端头1之间水平设置平垫13，是为了避免所述下定位板3直接与所述刀座固定端头1接触，可减小修复时的误差；在所述上定位板8和所述刀座固定端头1之间水平设置平垫13的目的也是为了避免所述上定位板8直接与所述刀座固定端头1接触，可减小修复时的误差。
实际使用时，所述刀座固定端头1上的螺丝孔的分布情况有两种，为了满足这两种不同分布类型的螺丝孔的修复情况，两种分布情况下所使用的所述定位工装有区别，区别在于两种所述定位工装中所述下定位板3上的下定位孔4和所述上定位板8上的上定位孔2的位置不同，定位孔的位置根据对应的螺丝孔的位置进行确定。
如图3所示，本实施例中，所述下定位板3上开设有多个供所述连接杆6安装的下安装孔5，多个所述下安装孔5沿所述下定位板3的周向方向布设；所述上定位板8上开设有多个与下安装孔5相配合的上安装孔9，多个所述上安装孔9沿所述上定位板8的周向方向布设。
如图3所示，本实施例中，所述上定位板8和所述下定位板3上均开设有供液压磨损探头14穿过的通孔12，所述通孔12布设在多个所述下定位孔4围成的区域内或者布设在多个所述上定位孔2围成的区域内。
如图2所示，本实施例中，所述上定位板8和所述上螺母10之间、以及所述下定位板3和所述下螺母之间均安装垫片11。实际使用时，安装垫片11是为了防止对所述上定位板8造成磨损。
本实施例中，步骤五中，对所述实心堵头与所述刀座固定端头1的连接处封堵时，可采用玻璃胶，或者在所述实心堵头与所述刀座固定端头1进行焊接固定。
实际使用时，可在二者的连接处进行堆焊焊接，焊接完成后打磨平整，其中堆焊的厚度不小于10mm。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。