第4讲TBM主机构造--.ppt

第四讲 大型施工机械 TBM部分 TBM主机构造 主讲 郭京波 目录 1 刀盘及刀盘驱动系统2 机架及支撑系统3 推进系统4 液压与电气控制系统 1 刀盘及刀盘驱动系统 刀盘的结构形式 刀盘可分为平面 锥面 球面等三类 罗宾斯中小型掘进机曾采用球面刀盘 以增加整机的定向性和稳定性 但对不良地质则不宜 平面刀盘接触破岩面积小 受到的阻力小 减小了对岩石的扰动 适用开挖岩性不太稳定的地层 锥面刀盘特征居平面与球面刀盘之间 目前大直径掘进机都趋向采用平面刀盘 刀盘是掘进机主要的重型结构件 是厚钢板焊接结构 并经过精加工 所有钢板和焊缝都经过无损探伤 保证无任何缺陷 根据运输要求 大直径刀盘可分成数块 运到施工现场再进行拼装 用精制螺栓连接再焊接而成 要注意连接处的强度 刚度及整体平行度 刀盘 刀盘 1 刀盘 Robbins刀盘 刀具 盘形滚刀 2 刀盘护盾和隔板 刀盘护盾从刮碴器区至隔板背后包盖住刀盘 顶部向后延伸有螺栓联接的指形防护栅 刀盘护盾保护刀盘 防止落下的岩石挤入洞内 并在后部作为全圆钢架安装设备的护顶 刀盘护盾 3 刀盘轴承与刀盘驱动系统 主轴承为一双向滚柱体组合轴承 轴向承受主机推力 径向支承刀盘 主轴承由2个外圈和1个内圈组成 内圈也是传动刀盘的内齿圈 与刀盘端面联结在一起 内齿圈通过双轴承简支的小齿轮群驱动 这样刚性支承着的小齿轮最大限度地减小了齿轮的磨损 二种主轴承 主轴承安装 4 主驱动密封 主驱动密封采用三唇式密封保护刀盘轴承和驱动总成 由三个唇形密封圈联同间隔圈组成 以防止尘碴和水侵入 密封接触表面进行了硬化和磨削 在正常条件下可使密封经久耐用 如果表面出现磨损或更换密封件 它们可单独被移到新的表面上而不需要换耐磨圈 5 刀盘驱动系统 驱动电机 2 机架及支撑系统 1 机架 主机架 2 支撑系统 撑靴 撑靴 3 推进系统 推进系统 推进系统相应于前后外机架有2组共8个液压推进缸 是推动刀盘和刀具挤压掘进掌子面的动力 每组有4个缸 前一组安装在前外机架与刀盘齿轮箱之间 后一组安装在后外机架与内机架中部之间 每个推进缸可单独操作 以符合掘进机调向时外机架所需的姿态要求 当每个掘进行程结束时 外机架上的位移测量系统也会在操纵室内加以显示 待掘进机的后支承落到隧道底面上后 外机架撑靴收回 推进缸向前移动两个外机架 以便下个掘进行程开始 推进系统 后支承 后支承由带移动油缸的滑动机架 带支承靴的框架 支承缸和调向缸组成 液压缸可作横向调整 一旦支撑靴缩回 凯式内机架的位置可作水平方向与垂直方向的调节 这样可以调整下一个掘进循环的方向 保持TBM在要求的隧道中线上 为TBM复位 首先支承靴伸出 外机架撑靴收回 在此位置 利用支承缸和调向缸 掘进机的后部可以被垂直和水平移动 并通过支承缸的反向移动可使其绕纵向轴线滚动 后支撑 4 液压系统与电气控制系统 1 液压系统 TB880E型掘进机除了刀盘的主驱动外 TBM全机与辅助机械设备皆为液压驱动 并采用液压传感监控的方式 通过控制台进行操作 液压系统集中一个动力站和油箱由多路油管及其阀件组成 液压动力站包括电动机 液压泵 过滤器 冷却器 油箱及全套监测装置安装在配套平架台车上 工作油液由钢管与软管将动力站与相应工作装置连接起来 液压系统 续 掘进机支撑 水平或X型 推进 刀盘回转 部分维尔特机型 扩孔刀系统 前后下支承 侧支承 顶护盾 一些支护设备的辅助装置等采用液压回路 根据岩性变化 外载荷变化的需要配置变量泵和定量泵 高压低流量和低压高流量组合泵 对掘进机支撑 推进 刀盘回转系统所需的推力 扭矩随岩性变化而改变 所以一般采用变量泵 对前后下支承和支护设备辅助装置等外载荷稳定 一般采用定量泵 液压系统 续 液压泵站和油箱位于后配套上 液压油从油箱供给液压缸和液压马达时都需经过过滤 低压回油须经过过滤器再回油箱 供油和回油过滤器前都安装阀门 便于维修保养 液压泵站 液压油管 TBM液压装置 TBM液压装置 2 电气控制系统 电气设备通过2台并联的变压器引出的2个三相电路系统进行供电 每台变压器容量为2700kVA 一次侧都连到一个共同的10kV馈线上 装机容量总计5400kVA 10kV 50Hz高压电源利用绕在电缆卷筒上挠性高压电缆来进洞供电 TBM供电系统的要求 TBM的施工供电系统是保证TBM能够顺利应用的关键 TBM驱动功率达4864kw 输电距离达9 3km 对供电要求严格 加之尖峰负荷大 工作环境差 地质情况复杂等 更给供电增加了困难 所以TBM施工供电系统除采用了常规的供电方式外还采用了变电站综合自动化控制系统 以保证可靠 安全供电 TBM主控制室 应急400V供电系统 万一出现电力故障 由一个备用发电机支持400V系统的正常运行 主要用于4kW电缆卷筒 45kW新风通风机 112kW排水泵 15kW照明和控制电路 在正常工作期间发电机停在一边 如果PLC 蓄电池供电 检测出来自电网供电系统的电压中断 变压器完全断开 一次侧和二次侧 应急发电机的柴油机被起动 设定 手动或自动 达到额定电压 400V PLC将发电机电压接通到应急汇流条上 然后 PLC将上列负荷依次连接到应急供电系统上 或使用手动分别进行开关转换 自动推进控制系统 ThrustControl TB880E型掘进机对电力拖动与液压系统的电器控制 全部采用了可编逻辑控制器 PLC ProgrammableLogicController 控制 具有如下