Đầu cắt là bộ phận quan trọng của máy khiên; trong quá trình đào hầm, nó có chức năng nghiền nát đá và đất, tạo điều kiện thuận lợi cho dòng chảy bùn và hỗ trợ cho mặt đường hầm.
Kết cấu cơ khí
Hiện tại, cấu trúc đầu cắt của máy có tấm chắn chủ yếu được chia thành ba loại: loại-nan hoa, loại đĩa- và cấu trúc hỗn hợp kết hợp cả nan hoa và đĩa. Đầu cắt máy có kích thước lớn và trung bình-thường sử dụng cấu hình hỗ trợ trung tâm. Tỷ lệ lọt hạt-tỷ lệ diện tích mở của đầu cắt-là khoảng 67% đối với đầu cắt loại-có nan hoa và 33% đối với đầu cắt loại{10}}đĩa.
Vật liệu cắt và công nghệ chính
"Răng" của máy khiên là các dao cắt được gắn trên đầu-mặt trước của máy cắt. Trên bề mặt làm việc của những máy cắt này-nơi cần phải "đối đầu" trực tiếp với đá-các hợp kim cứng được sử dụng; những vật liệu này có độ cứng chỉ đứng sau kim cương. Máy cắt khiên phải có đủ độ cứng để đảm bảo khả năng chống mài mòn, đủ độ bền để tránh gãy xương và đủ độ dẻo dai để chịu được lực va đập. Một trong những yếu tố quan trọng quyết định độ bền và độ dẻo dai này là việc kiểm soát chính xác kích thước hạt trong quá trình điều chế bột cacbua vonfram. Các công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực này cho phép sản xuất hạt WC (cacbua vonfram) với kích thước nhỏ tới 9 micromet. Các công nghệ quan trọng khác có liên quan bao gồm các kỹ thuật hàn được điều chỉnh đa{9}}, đa quy mô mới có tính năng gia cố bằng hỗn hợp biến đổi siêu âm và nano{11}}cũng như các phương pháp sản xuất bồi đắp bằng laser mới cho máy cắt đĩa có độ cứng{{12}cacbon cao,{13}}cao.
Hệ thống phụ trợ và thông minh
Một vòng kích thủy lực được đặt phía sau đầu cắt của máy khiên. Một hỗn hợp bọt được bơm vào để tạo điều kiện thuận lợi cho việc khuấy đá bằng đầu cắt và làm mềm đất, do đó làm giảm độ khó của hoạt động đào hầm. Cấu hình đầu cắt hiện đại thường có thiết kế được tối ưu hóa cho nền đất yếu, kết hợp khả năng thay thế máy cắt áp suất khí quyển. Đầu cắt được trang bị các bộ phận cảm biến có khả năng giám sát trạng thái hoạt động của máy cắt theo thời gian thực. Bằng cách tăng tỷ lệ mở của đầu cắt, tích hợp hệ thống xả trung tâm-áp suất cao, dòng{6}}cao và triển khai hệ thống cảnh báo sớm "muck-đóng bánh" đầu cắt-được bổ sung bằng thiết bị camera có thể thu vào-có thể quan sát các điều kiện trong vùng làm việc của đầu cắt mà không yêu cầu nhân viên phải vào buồng chịu áp lực.
