土压平衡式盾构掘进机

1、一重技术椭圆度。2.7电气控制技术特点全线电气控制系统由基础自动化级、现场网络级以及上位监控系统构成。三者结合极大地提高了生产线的自动化水平。3工艺灵活性的评述在目前较为流行的两类斜轧制管方式中,三辊轧管机在工艺上的灵活性是显然的,它不仅为生产带来方便,而且日常运行所需用的工模具数量也少,大大降低了运行成本。灵活性主要表现在如下几个方面:产品规格在一定范围内可以不受管坯规格的限制,而只受定减径机孔型的约束;轧管机调整幅度大,可以弥补穿孔机和定减径机的调整盲区;轧管机调整方式简单,易于掌握。4结语该生产线自2004年12月27日第一根钢管下线以来,仅到2005年4月产量就达到了7654t ,平均

2、月产量为1400t 。2005年的年产量为105705t ,已经达产。2005年的产品95%为油井管,钢级以N80为主,并生产了少许P110、L80的调质管。生产的钢管外径73.0177.8mm ,壁厚5.530.3mm 。2005年已经收回设备成本。生产情况表明该线工艺布置合理,设备设计中的新结构得到了验证。产品质量稳定。该生产线的达产表明:我国已具有设计和制造成套热轧无缝钢管的能力,经连续一年多运行所证实的新结构值得推广。土压平衡式盾构掘进机任忠平1(1.一重集团大连设计研究院高级工程师,辽宁大连116600摘要:介绍土压平衡式盾构掘进机的结构、工作原理以及对它进行的有限元分析。关键词:盾

3、构;TBM ;EPB ;隧道;有限元分析中图分类号:TU621文献标识码:B 文章编号: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隧道掘进机是集隧道施工中的开挖、出土、支护、衬砌于一体的联合作业设备,其施工过程完全是工厂化的流水作业,不仅每项作业可实现高度的机械化,而且还可实现量化控制与程序化控制。隧道掘进机施工速度快、精度高,安全性好,这是其它施工方法不能比拟的,被形象地称为地下工厂。1结构简介土压平衡式盾构从结构上分由主机和后配套组成,主机由刀盘、盾体、主传动、人员舱等部分组成。后配套主要由控制室、电气柜、液压站等组成。刀盘是盾构机的工作机构,根据不同的地质!13-2007年第1期(总115期

5、条件可以装全切刀(软土模式、全滚刀、切刀滚刀混装。切刀滚刀轨迹按同心圆布置,间距一般60100mm ,越向外间距越小。为防止机器偏转,刀盘在主传动多个电机(液压马达的带动下,要作往复旋转运动,根据地质条件的不同,开口度也不同。刀盘要有足够的开口度,一能保证开挖下来的软土能进入土舱进行搅拌,以便从螺旋输送机中运走,二能使软土的压力更准确地传给土压传感器。盾体是盾构机的框架,分前盾体和后盾体。两者之间用液压缸联接,驱动系统、传动系统、人员舱等安装在盾体中。人员舱是维修人员进入土舱内更换剪刃的一个过渡舱。推进缸为整个盾构推进提供动力,螺旋输送机负责刀盘切削下来的经过搅拌的沙石排出到皮带运输机上。拼装

6、机主要功能是自动拼装管片。盾尾密封安装在盾尾和管片之间,可防止泥浆倒流。一般为三道。注浆系统是向盾构机外径与管片外径之间的缝隙注浆的系统。注浆作业由设置在盾构机后部的注浆装置进行。通过在管道的途中使其分岔,还可从管片上的注浆孔进行注浆。该系统可进行手动操作和自动操作,还可进行注浆操作和管道的清洗操作。泥浆注浆系统对泥浆的注浆量和压力进行管理,可通过手动操作和自动操作进行注浆。切换注浆部位时,刀头的注浆口一般为自动切换,其它注浆口为手动切换。土压平衡盾构机主机部分设备简图,见图1。主要技术参数:盾构外径!6340mm最大转角!2°总推力!34190kN推进缸数量!30个推进缸缸径#22

7、0mm 推进缸活塞杆直径!160mm 工作压力!30MPa 铰接缸缸径#200mm 铰接缸活塞杆直径!140mm 工作压力!30MPa螺旋输送机倾角!22°螺旋直径!700mm 螺距!650mm2工作原理开式模式(TBM 模式:当隧道掌子面不需要连续的平衡压力支撑时,盾构工作在开式模式下,掌子面由刀盘本身支撑,土碴在内腔堆积,但并不充满内腔形成土压,内腔的土压值为零。此时维修人员进入土舱内并不需要人员舱进行压力过渡。闭式模式(EPB 模式:EPB (Earth Pressure Balance开挖模式为隧道提供连续的支撑,将掌子面作用在盾构上的压力平衡掉,由刀盘切削下来的土碴在刀盘内

8、腔堆积,混合并产生压力,然后土碴由螺旋输送机带走,刀盘内腔的压力通过改变盾构的推进力及螺旋输送机的出碴速度来调节。此时维修人员进入土舱内必须经需要人员舱进行压力过渡。3控制模式手动模式下,操作手直接读取土压的具体数值,然后手动调节盾构推进的速度及螺旋输送机的转速进行工作。自动模式下,可编程序控制器上的软件上存储有土压平衡压力的最大及最小值以及盾构的掘 进速度。土压传感器传来的数值及推进压力的数值不断地传送到可编程序控制器,进行运算,然后发出相应的控制信号给螺旋输送机的驱动马达以及盾构推进系统。当土压升高时,提高螺旋机转速;或当土压下降时,减小螺旋机转速。4载荷计算我们编制了专门的计算软件,对推

9、力、扭矩及各主要部件受力分析时不但可以根据地质条件,还可根据滚刀和切刀的数量和布置计算扭矩和推力。同时软件可以选择EPB 和TBM 二种模式下分别计算,图114-一重技术 图2前盾体有限元分析计算时根据需要土压和水压可分开计算也可合一起计算,软件可根据输入的参数自动判断是否应考虑拱效应,我们采用的是每个滚切和切刀分别计算,最终叠加的方法,比其它计算方法要可靠的多。5有限元分析应用I-DEAS 对盾构的主要部件进行了有限元分析,对前盾体分析时,在划分单元的过程中我们采用了空间四面体单元,我们得到了35655节点,114249单元,通过计算,我们得到它的应力分布图,最大应力是1.68×1

10、08N/m 2最大变形是2.91×10-3m ,前盾体分析结果见图2,刀盘分析结果见图3。6结语由于我国国民经济的发展,国内的盾构市场会越来越大,国内的重机企业目前在盾构机(TBM设计水平上还很落后,其原因主要是盾构机机、电、液、光高度集成化,与施工结合紧密,设备可维修性差,结合国外成功企业的经验,不经过大量的实验及失败是设计不出好的盾构机的。相信在不久的未来,重机行业会设计制造出具有自主知识产权的盾构机。收稿日期:2006-08-02;修回日期:2006-08-28化学工业的生产离不开高压容器,设计高压容器时为使筒身不致因开孔而削弱,规定在筒身上不开孔,只允许将孔开在端部法兰或封头

11、上,或只允许开小孔(如测温孔。由于生产上迫切需要,而且由于设计与制造水平的提高,现在允许在有合理补强的条件下开较大直径的孔。开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中,强度削弱,因此必须妥善解决开孔后的补强问题。高压容器开孔与补强的特殊性在于:不采用补强圈形式而采用接管补强或整锻件补强,使补议高压容器的开孔补强张旭1(1.中化集团黑化焦化厂工程师,黑龙江富拉尔基161042摘要:介绍高压容器筒体开孔补强设计以及开孔补强件类型及焊接方法。关键词:高压容器;去应力退火;冷裂纹;应力集中系数中图分类号:TQ051.3文献标识码:B 文章编号: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