土壓平衡式盾構(gòu)掘進機

1、一重技術(shù)橢圓度。2.7電氣控制技術(shù)特點全線電氣控制系統(tǒng)由基礎(chǔ)自動化級、現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)級以及上位監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。三者結(jié)合極大地提高了生產(chǎn)線的自動化水平。3工藝靈活性的評述在目前較為流行的兩類斜軋制管方式中,三輥軋管機在工藝上的靈活性是顯然的,它不僅為生產(chǎn)帶來方便,而且日常運行所需用的工模具數(shù)量也少,大大降低了運行成本。靈活性主要表現(xiàn)在如下幾個方面:產(chǎn)品規(guī)格在一定范圍內(nèi)可以不受管坯規(guī)格的限制,而只受定減徑機孔型的約束;軋管機調(diào)整幅度大,可以彌補穿孔機和定減徑機的調(diào)整盲區(qū);軋管機調(diào)整方式簡單,易于掌握。4結(jié)語該生產(chǎn)線自2004年12月27日第一根鋼管下線以來,僅到2005年4月產(chǎn)量就達到了7654t ,平均

2、月產(chǎn)量為1400t 。2005年的年產(chǎn)量為105705t ,已經(jīng)達產(chǎn)。2005年的產(chǎn)品95%為油井管,鋼級以N80為主,并生產(chǎn)了少許P110、L80的調(diào)質(zhì)管。生產(chǎn)的鋼管外徑73.0177.8mm ,壁厚5.530.3mm 。2005年已經(jīng)收回設(shè)備成本。生產(chǎn)情況表明該線工藝布置合理,設(shè)備設(shè)計中的新結(jié)構(gòu)得到了驗證。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。該生產(chǎn)線的達產(chǎn)表明:我國已具有設(shè)計和制造成套熱軋無縫鋼管的能力,經(jīng)連續(xù)一年多運行所證實的新結(jié)構(gòu)值得推廣。土壓平衡式盾構(gòu)掘進機任忠平1(1.一重集團大連設(shè)計研究院高級工程師,遼寧大連116600摘要:介紹土壓平衡式盾構(gòu)掘進機的結(jié)構(gòu)、工作原理以及對它進行的有限元分析。關(guān)鍵詞:盾

3、構(gòu);TBM ;EPB ;隧道;有限元分析中圖分類號:TU621文獻標識碼:B 文章編號:1673-3355(200701-0006-03Earth Pressure Balancing Type Shell ExcavatorRen ZhongpingAbstract:The article describes the structure,operating principle and finite element analysis of earth pressurebalancing type shell excavators.Key words:shell excavator,TBM,EP

4、B,tunnel,finite element analysis收稿日期:2006-06-28;修回日期:2006-07-25隧道掘進機是集隧道施工中的開挖、出土、支護、襯砌于一體的聯(lián)合作業(yè)設(shè)備,其施工過程完全是工廠化的流水作業(yè),不僅每項作業(yè)可實現(xiàn)高度的機械化,而且還可實現(xiàn)量化控制與程序化控制。隧道掘進機施工速度快、精度高,安全性好,這是其它施工方法不能比擬的,被形象地稱為地下工廠。1結(jié)構(gòu)簡介土壓平衡式盾構(gòu)從結(jié)構(gòu)上分由主機和后配套組成,主機由刀盤、盾體、主傳動、人員艙等部分組成。后配套主要由控制室、電氣柜、液壓站等組成。刀盤是盾構(gòu)機的工作機構(gòu),根據(jù)不同的地質(zhì)!13-2007年第1期(總115期

5、條件可以裝全切刀(軟土模式、全滾刀、切刀滾刀混裝。切刀滾刀軌跡按同心圓布置,間距一般60100mm ,越向外間距越小。為防止機器偏轉(zhuǎn),刀盤在主傳動多個電機(液壓馬達的帶動下,要作往復旋轉(zhuǎn)運動,根據(jù)地質(zhì)條件的不同,開口度也不同。刀盤要有足夠的開口度,一能保證開挖下來的軟土能進入土艙進行攪拌,以便從螺旋輸送機中運走,二能使軟土的壓力更準確地傳給土壓傳感器。盾體是盾構(gòu)機的框架,分前盾體和后盾體。兩者之間用液壓缸聯(lián)接,驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、人員艙等安裝在盾體中。人員艙是維修人員進入土艙內(nèi)更換剪刃的一個過渡艙。推進缸為整個盾構(gòu)推進提供動力,螺旋輸送機負責刀盤切削下來的經(jīng)過攪拌的沙石排出到皮帶運輸機上。拼裝

6、機主要功能是自動拼裝管片。盾尾密封安裝在盾尾和管片之間,可防止泥漿倒流。一般為三道。注漿系統(tǒng)是向盾構(gòu)機外徑與管片外徑之間的縫隙注漿的系統(tǒng)。注漿作業(yè)由設(shè)置在盾構(gòu)機后部的注漿裝置進行。通過在管道的途中使其分岔,還可從管片上的注漿孔進行注漿。該系統(tǒng)可進行手動操作和自動操作,還可進行注漿操作和管道的清洗操作。泥漿注漿系統(tǒng)對泥漿的注漿量和壓力進行管理,可通過手動操作和自動操作進行注漿。切換注漿部位時,刀頭的注漿口一般為自動切換,其它注漿口為手動切換。土壓平衡盾構(gòu)機主機部分設(shè)備簡圖,見圖1。主要技術(shù)參數(shù):盾構(gòu)外徑!6340mm最大轉(zhuǎn)角!2°總推力!34190kN推進缸數(shù)量!30個推進缸缸徑#22

7、0mm 推進缸活塞桿直徑!160mm 工作壓力!30MPa 鉸接缸缸徑#200mm 鉸接缸活塞桿直徑!140mm 工作壓力!30MPa螺旋輸送機傾角!22°螺旋直徑!700mm 螺距!650mm2工作原理開式模式(TBM 模式:當隧道掌子面不需要連續(xù)的平衡壓力支撐時,盾構(gòu)工作在開式模式下,掌子面由刀盤本身支撐,土碴在內(nèi)腔堆積,但并不充滿內(nèi)腔形成土壓,內(nèi)腔的土壓值為零。此時維修人員進入土艙內(nèi)并不需要人員艙進行壓力過渡。閉式模式(EPB 模式:EPB (Earth Pressure Balance開挖模式為隧道提供連續(xù)的支撐,將掌子面作用在盾構(gòu)上的壓力平衡掉,由刀盤切削下來的土碴在刀盤內(nèi)

8、腔堆積,混合并產(chǎn)生壓力,然后土碴由螺旋輸送機帶走,刀盤內(nèi)腔的壓力通過改變盾構(gòu)的推進力及螺旋輸送機的出碴速度來調(diào)節(jié)。此時維修人員進入土艙內(nèi)必須經(jīng)需要人員艙進行壓力過渡。3控制模式手動模式下,操作手直接讀取土壓的具體數(shù)值,然后手動調(diào)節(jié)盾構(gòu)推進的速度及螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速進行工作。自動模式下,可編程序控制器上的軟件上存儲有土壓平衡壓力的最大及最小值以及盾構(gòu)的掘 進速度。土壓傳感器傳來的數(shù)值及推進壓力的數(shù)值不斷地傳送到可編程序控制器,進行運算,然后發(fā)出相應(yīng)的控制信號給螺旋輸送機的驅(qū)動馬達以及盾構(gòu)推進系統(tǒng)。當土壓升高時,提高螺旋機轉(zhuǎn)速;或當土壓下降時,減小螺旋機轉(zhuǎn)速。4載荷計算我們編制了專門的計算軟件,對推

9、力、扭矩及各主要部件受力分析時不但可以根據(jù)地質(zhì)條件,還可根據(jù)滾刀和切刀的數(shù)量和布置計算扭矩和推力。同時軟件可以選擇EPB 和TBM 二種模式下分別計算,圖114-一重技術(shù) 圖2前盾體有限元分析計算時根據(jù)需要土壓和水壓可分開計算也可合一起計算,軟件可根據(jù)輸入的參數(shù)自動判斷是否應(yīng)考慮拱效應(yīng),我們采用的是每個滾切和切刀分別計算,最終疊加的方法,比其它計算方法要可靠的多。5有限元分析應(yīng)用I-DEAS 對盾構(gòu)的主要部件進行了有限元分析,對前盾體分析時,在劃分單元的過程中我們采用了空間四面體單元,我們得到了35655節(jié)點,114249單元,通過計算,我們得到它的應(yīng)力分布圖,最大應(yīng)力是1.68×1

10、08N/m 2最大變形是2.91×10-3m ,前盾體分析結(jié)果見圖2,刀盤分析結(jié)果見圖3。6結(jié)語由于我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,國內(nèi)的盾構(gòu)市場會越來越大,國內(nèi)的重機企業(yè)目前在盾構(gòu)機(TBM設(shè)計水平上還很落后,其原因主要是盾構(gòu)機機、電、液、光高度集成化,與施工結(jié)合緊密,設(shè)備可維修性差,結(jié)合國外成功企業(yè)的經(jīng)驗,不經(jīng)過大量的實驗及失敗是設(shè)計不出好的盾構(gòu)機的。相信在不久的未來,重機行業(yè)會設(shè)計制造出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機。收稿日期:2006-08-02;修回日期:2006-08-28化學工業(yè)的生產(chǎn)離不開高壓容器,設(shè)計高壓容器時為使筒身不致因開孔而削弱,規(guī)定在筒身上不開孔,只允許將孔開在端部法蘭或封頭

11、上,或只允許開小孔(如測溫孔。由于生產(chǎn)上迫切需要,而且由于設(shè)計與制造水平的提高,現(xiàn)在允許在有合理補強的條件下開較大直徑的孔。開孔破壞了原有的應(yīng)力分布并引起應(yīng)力集中,強度削弱,因此必須妥善解決開孔后的補強問題。高壓容器開孔與補強的特殊性在于:不采用補強圈形式而采用接管補強或整鍛件補強,使補議高壓容器的開孔補強張旭1(1.中化集團黑化焦化廠工程師,黑龍江富拉爾基161042摘要:介紹高壓容器筒體開孔補強設(shè)計以及開孔補強件類型及焊接方法。關(guān)鍵詞:高壓容器;去應(yīng)力退火;冷裂紋;應(yīng)力集中系數(shù)中圖分類號:TQ051.3文獻標識碼:B 文章編號:1673-3355(200701-0007-03Reinforcement of Openings on High Pressure VesselsZhang XuAbstract:The article describes the reinforcement design of openings on high pressure vessel shel