يعد رأس القاطع مكونًا مهمًا في آلة الدرع؛ أثناء عملية حفر الأنفاق، فإنه يخدم وظائف سحق الصخور والتربة، وتسهيل تدفق الحمأة، وتوفير الدعم لوجه النفق.
الهيكل الميكانيكي
في الوقت الحالي، تنقسم هياكل رؤوس القطع لآلات الدرع بشكل أساسي إلى ثلاث فئات: النوع-النوع المتحدث، ونوع القرص-، والهيكل المركب الذي يجمع بين كل من المتحدث والأقراص. تستخدم رؤوس القطع ذات الدرع الكبيرة والمتوسطة الحجم- عادةً تكوين دعم مركزي. يبلغ معدل مرور الجسيمات-نسبة المساحة المفتوحة لرأس القطع-حوالي 67% لرؤوس القطع من النوع-و33% لرؤوس القطع من النوع-الأقراص.
مواد القطع والتقنيات الرئيسية
"أسنان" آلة الدرع هي القواطع المثبتة على رأس القطع الأمامي-. على أسطح العمل لهذه القواطع-حيث تكون "المواجهة" المباشرة مع الصخور مطلوبة-يتم استخدام السبائك الصلبة؛ تمتلك هذه المواد صلابة في المرتبة الثانية بعد صلابة الماس. يجب أن تمتلك قواطع الآلة الواقية صلابة كافية لضمان مقاومة التآكل، وقوة كافية لمنع الكسر، وصلابة كافية لتحمل قوى التأثير. أحد العوامل الحاسمة التي تحدد هذه القوة والمتانة هو التحكم الدقيق في حجم الحبوب أثناء تحضير مسحوق كربيد التنغستن. تسمح التقنيات المتقدمة في هذا المجال بإنتاج حبيبات WC (كربيد التنجستن) بأحجام تصل إلى 9 ميكرومتر. تشتمل التقنيات الرئيسية الأخرى ذات الصلة على تقنيات لحام جديدة متعددة-مجالات ومقاييس-مختلطة منظمة تتضمن تقوية مركبة بتعديل النانو-بالموجات فوق الصوتية، بالإضافة إلى طرق جديدة لتصنيع إضافات الليزر لقواطع الأقراص ذات الصلابة العالية-والكربون العالي.
الأنظمة المساعدة والذكية
يتم وضع حلقة من الرافعات الهيدروليكية خلف رأس القطع لآلة الدرع. يتم حقن خليط رغوي لتسهيل تحريك رأس القطع للصخور ولتنعيم التربة، وبالتالي تقليل صعوبة عملية حفر الأنفاق. غالبًا ما تتميز تكوينات رأس القاطع الحديثة بتصميمات محسنة للأرض الناعمة، وتتضمن القدرة على استبدال قاطع الضغط الجوي-. تم تجهيز رأس القطع بعناصر استشعار قادرة على مراقبة الحالة التشغيلية للقواطع في الوقت الفعلي. من خلال زيادة نسبة فتح رأس القطع، ودمج نظام التنظيف المركزي -الضغط العالي والتدفق العالي-، ونشر نظام الإنذار المبكر "الوحل-التكتل" لرأس القاطع-المكمل بأجهزة كاميرا قابلة للسحب-من الممكن مراقبة الظروف داخل منطقة عمل رأس القطع دون الحاجة إلى دخول الأفراد إلى الغرفة تحت الضغط.
