ראש החיתוך הוא מרכיב קריטי במכונת מגן; במהלך תהליך המנהור, הוא משרת את הפונקציות של ריסוק סלע ואדמה, מקל על זרימת בוץ ומתן תמיכה לפני המנהרה.
מבנה מכני
נכון לעכשיו, מבני ראשי חיתוך של מכונות מגן מתחלקים בעיקר לשלוש קטגוריות: סוג-חישור, סוג-דיסק ומבנה מורכב המשלב חישורים ודיסקים. ראשי חיתוך של מכונות מגן גדולות ובינוניות-באופן כללי משתמשות בתצורת תמיכה מרכזית. קצב מעבר החלקיקים-שיעור השטח הפתוח של ראש החיתוך-הוא כ-67% עבור ראשי חיתוך מסוג חישורים-ו-33% עבור ראשי חיתוך מסוג-דיסק.
חומרי חותך וטכנולוגיות מפתח
ה"שיניים" של מכונת מגן הן החותכים המותקנים על ראש החותך הקדמי-שלה. על משטחי העבודה של חותכים אלה-ששם נדרשת "עימות ישיר" עם סלע-משמשות סגסוגות קשות; לחומרים אלו יש קשיות שניה רק לזו של יהלום. חותכי מכונות מגן חייבים להיות בעלי קשיות מספקת כדי להבטיח עמידות בפני שחיקה, חוזק נאות למניעת שבר וקשיחות מספקת כדי לעמוד בכוחות הפגיעה. אחד הגורמים הקריטיים הקובעים חוזק וקשיחות אלו הוא השליטה המדויקת של גודל הגרגרים במהלך הכנת אבקת טונגסטן קרביד. טכנולוגיות מתקדמות בתחום זה מאפשרות ייצור של גרגרי WC (טונגסטן קרביד) בגדלים עדינים של 9 מיקרומטר. טכנולוגיות מפתח קשורות אחרות כוללות טכניקות הלחמה מרובות-שדות מווסתות-בקנה מידה רב, הכוללות חיזוק מרוכב אולטראסוני וננו{11}}עם שינוי, כמו גם שיטות ייצור תוספים לייזר חדשות עבור חותכי דיסקים-גבוהים ובעלי קשיות{13} גבוהה.
מערכות עזר וחכמות
טבעת של שקעים הידראוליים ממוקמת מאחורי ראש החיתוך של מכונת המגן. מוזרקת תערובת קצף כדי להקל על התסיסה של ראש החותך בסלע ולרכך את האדמה, ובכך להפחית את הקושי בפעולת המנהור. תצורות ראשי חיתוך מודרניות כוללות לעתים קרובות עיצובים המותאמים לקרקע רכה, המשלבים את היכולת להחלפת חותך לחץ אטמוספרי-. ראש החותך מצויד ברכיבי חישה המסוגלים לנטר את המצב התפעולי של החותכים בזמן אמת. על ידי הגדלת יחס הפתיחה של ראש החיתוך, שילוב מערכת שטיפה מרכזית-בלחץ גבוה,-גבוהה, ופריסה של מערכת התרעה מוקדמת של-עוגות ראש החיתוך-בתוספת מכשירי מצלמה נשלפים-ניתן לצפות בתנאים בתוך אזור החיתוך כדי להיכנס תחת הלחץ של האדם כדי להיכנס תחת הלחץ של האדם.
