滚刀主要由刀圈、刀体（套）、刀轴、轴承、浮动密封、端盖等部件组成。

1）刀圈

在中硬岩层盾构法施工时，通过滚刀刀圈挤压岩石实现破岩掘进，刀圈是滚刀的关键构件，刀圈应具备较高的机械强度，良好的耐磨性和冲击韧性。

刀圈一般分为两类：钢制刀圈和镶齿刀圈。钢制刀圈材料多为合金模具钢或合金结构钢，镶齿刀圈因需夹持硬质合金，要求材料具有较好的强韧性配合，因此常选用高强度合金结构钢。

2）轴承

滚刀轴承以圆锥滚子轴承为主，不同的使用工况，轴承的游隙、预紧力和安装扭矩不同。

3）浮动密封

密封的目的是保证滚刀内腔的润滑剂不泄漏且防止外来物进入，密封效果对保证滚刀正常工作和延长工作寿命是十分重要的。浮动密封由两个啮合的金属密封环和两个富有弹性的复合橡胶密封圈组成，密封效果好。

金属密封环是密封装置中的主要零件，其结构及质量的好坏对密封性起决定作用。金属密封环采用高硬度耐磨高铬钼的铸铁材料，“O 型”密封圈由丁晴橡胶制造。

4）刀体与主轴

滚刀的刀体与主轴起支撑作用，具有一定的强度和韧性，材料通常选用中碳合金结构钢。

盾构滚刀磨损形式及原因

在盾构掘进过程中，通过刀具切削、推挤的双重作用使得被切土层产生塑性变形达到极限应力，发生剪切滑移与前方土体脱落，刀具在切削过程中产生不可避免的磨损，依据机械磨损机理，我们可将盾构掘进刀具磨损分为：正常磨损和非正常磨损两大类。

正常磨损主要指刀具刃口宽度在使用过程中超过设计许用规定值的均匀磨损，在盾构掘进过程中是不可避免的。其发生在地质情况相对比较单一、均质的地层中，特点是刀具换下来后，除刀刃磨损不能正常使用外，其它各部分配合新刀刃均可再次使用。

对于非正常磨损，尤其是滚刀，主要有：断裂、刀圈偏磨、刀具蹿动或脱落、轴承破坏等形式。

(1)刀圈断裂或崩角

主要包括冲击疲劳断裂和内应力破坏。当刀圈的选用材质与地质的物理化学特性不匹配，岩石的单轴抗压强度较高，刀圈的自身硬度、强度和刚度比较低时，容易造成刀圈的抗冲击性能下降，出现刀圈断裂，称之为冲击疲劳断裂。

在刀具安装过程中，若配合间隙的过盈量超过设计的规定值，就会造成在掘进过程中刀具内外温度急剧增加，造成刀具的内应力增加；或者由于盾构整机的冷却系统效果不好，特别是在通过淤泥、黏土地质或岩石断裂带夹层时容易造成刀盘堵转，温度骤然升高，其内应力增加，也会使刀圈断裂，称之为内应力破坏。

(2)刀圈偏磨

主要发生在软硬不均的地质情况下，由于刀具受到偏载作用，使刀圈内侧受力增大，发生单边偏载受力磨损。该种情况如果发现不及时，不但会加速该把刀具的破坏及磨损，并会造成相邻滚刀的偏磨，随着持续推进，最终不仅使所有滚刀发生磨损失效，严重的会造成轴承挡圈密封性能失效、刀座严重变形损坏，甚至会影响到整个刀盘的强度、刚度及稳定性。

(3)刀具蹿动

刀具蹿动主要是由于在安装过程中盘形滚刀挡圈焊接加固不牢或者使用不当，挡圈发生严重断裂而失效，此时在受到突变载荷时滚刀将受到巨大偏载作用，造成刀具沿轴线方向蹿动。

(4)轴承损坏

由于刀具轴承挡圈的密封失效或者刀具严重过载，会造成滚刀内部轴承损坏，进而导致刀圈偏磨、堵转，致使刀具完全失效。其中刀具密封失效主要是刀具受到偏载作用，润滑油泄漏，导致碴土、冷却液甚至水泥浆液等杂物渗入轴承，使轴承无法有效运转，即堵转。一般轴承的密封性能与密封件的耐压、耐高温能力有关，因此在掘进过程中要保持渣土流动的顺畅性，防止出现泥饼，降低刀具工作时整个环境的温度和压力，进而保证刀圈轴承的密封要求，避免轴承的损坏。