盾构机刀盘驱动液压系统设计

该文针对盾构机刀盘驱动系统的工作要求,设计了一种刀盘驱动液压系统,系统为变量泵-变量马达闭式回路,采用电液比例技术实现刀盘双向旋转和无级调速.系统在满足要求的前提下具有效率高、节能的特点.     

复合地层中掘进的盾构机刀盘动态驱动转矩研究

复合地层掘进扭矩载荷突变是造成盾构机掘进过程中堵转停机的直接原因,考虑盾构机刀盘驱动变频调速电机特性、转矩传递过程中齿轮啮合刚度及齿侧间隙等非线性因素,建立冗余驱动的盾构机刀盘切削系统机电耦合动力学模型;针对典型复合地层地质条件,对盾构机在上软下硬地层掘进过程中刀盘驱动转矩动态特性进行仿真分析。结果表明,在软土体积百分比为70%复合地层中,掘进扭矩载荷显著高于50%软土百分比复合地层;盾构机在由50%软土百分比地层掘进进入70%软土百分比地层过程中,刀盘驱动电机负荷瞬间增大,甚至超出其工作极限,电机无法稳定工作,容易导致堵转发生,该结果可以部分解释我国昆明上公山隧道施工中频繁出现堵转事故的原因,为盾构机复杂地质条件下顺应性设计提供指导。     

海瑞克盾构机刀盘电液控制系统分析

分析了海瑞克$244盾构机刀盘液压控制系统原理，并对以可编程控制器为核心的控制系统做了个体介绍。     

土压平衡盾构机刀盘电机控制系统的设计

为解决盾构机刀盘电机控制系统中存在的程序控制点多、逻辑复杂,易导致系统调试和维护不便的问题,将模块化编程技术应用于刀盘电机控制系统程序设计中。开展了刀盘电机控制系统结构分析,建立了刀盘运行状态和各个辅助系统之间的关系,提出了“将刀盘电机运行分成若干个状态,将各个辅助系统的条件采集过程设置为子程序”的状态机编程思想,子程序负责采集系统信息供给状态机决策使用,状态机完整描述了刀盘电机可能经过的各个状态并直接决定刀盘电机在该状态下所执行的动作。将该系统应用于实验型土压平衡盾构机中,并进行了大量的实验。研究结果表明,该系统完全满足土压平衡盾构机刀盘电机控制的需要,状态机编程可使整个程序构架更加清晰明了,易于调试和后期维护。     

新型盾构机刀盘设计与有限元分析

为满足盾构机在复合型地层下掘进的需要,设计了一种新盾构机刀盘。刀盘主要由刀盘框架、滚刀、刮刀和泡沫管组成,可替代进口刀盘或可与其他进口装置组合使用。运用有限元软件对该刀盘在实际工况下的受力情况进行了分析,结果表明,刀盘能够满足实际工作要求,结构可靠性高。     

基于Workbench的盾构机刀盘强度分析

根据盾构机刀盘受力特点,利用有限元分析软件对不同工况下改造前与改造后的刀盘等效应力及等效变形进行仿真分析,根据仿真结果,在不同工况下,改造前与改造后刀盘最大等效应力均出现在刀盘支撑与刀盘面板焊接位置,在额定转矩下刀盘改造后等效应力增加了40 MPa,增加率为16%,等效变形增加了1.33 mm,增加率为27.1%;在脱困转矩下等效应力增加了35 MPa,增加率为13%,等效变形增加了1.36 mm,增加率为26.1%;根据仿真结果,刀盘扩径改造后强度及刚度均满足使用要求。     

复合地层的盾构机刀盘设计

针对土压平衡式盾构机的复合式刀盘设计,从刀盘结构、刀具类型和布置、开口率和搅拌翼、泡沫注入口及耐磨性设计等方面分别进行分析,新设计的刀盘不仅提高了刀具的耐磨性,满足了刀具的强度要求,还提高了刀盘的掘进效率.     

浅析京津城际延伸线泥水盾构机刀盘设计

论述了京津城际延伸线￠11.97m泥水盾构机刀盘结构、刀具布置及刀盘结构耐磨保护措施等设计要点,为在相同地层施工的泥水盾构机刀盘设计提供了重要的参考与借鉴.     

从无损检测角度谈盾构机刀盘维修

作为盾构机的关键部件,刀盘普遍存在焊接量大、焊缝质量要求高以及生产周期长的问题。刀盘的阶段性维修对延长刀盘的使用寿命具有重要意义。以四主梁复合式刀盘为例,从前期清理、检测前准备、检测方式选择、缺陷刨除、焊缝补焊和焊缝复检6个方面出发,阐述刀盘的维修保养工作流程。通过对在役刀盘焊缝进行系统的超声波和磁粉检测,发现前期使用过程中存在的缺陷,并修复缺陷使其满足刀盘的二次使用要求,延长刀盘的使用寿命。     

哈尔滨某地铁盾构机刀盘地质适应性分析

根据哈尔滨地铁一号线工程地质特点,对NFM刀盘进行了针对性的改造,并对改造前后的刀盘地质适应性进行了对比分析,提出了富水砂层刀盘的设计特点,对富水砂层的土压平衡盾构机刀盘设计有一定的指导意义。     

盾构机刀盘的力学分析与优化设计

复合型盾构机能同时切削软土和硬岩的特性使得复合型盾构机被广泛应用。刀盘作为复合型盾构机的关键部件,其应力分布是否合理,工作时是否发生共振,都是刀盘是否工作在安全范围内的关键。以大连刀盘为基础,分析了两种工况下刀盘的应力分布和最大变形,同时还考虑了刀盘可能会发生共振,对刀盘进行模态分析和谐响应分析,模态分析得到了刀盘的固有频率和前10阶振型图,谐响应分析得到了刀盘两处幅值最大的危险点。进而基于workbench平台建立了以刀盘强度和刚度为优化目标的刀盘支撑筋布置优化设计模型,获得了刀盘强度刚度与刀盘支撑筋位置之间的映射关系,采用多目标优化方法进行了有效求解,得到了等效应力和变形最小时的最优支撑筋截面直径参数。     

盾构机刀盘闭式液压系统的节能特性研究

目前盾构机作为挖掘隧道、地下通道、地下铁路的主力设备,越来越广泛地应用在国内外城市建设中。然而这个地下巨无霸的能源消耗也是巨大的,所以研究盾构机的驱动系统节能成了设计工程师工作的重要内容。现以6.28米盾构机旋转刀盘闭式液压驱动系统为研究对象,利用AMESim10软件构建该盾构机刀盘闭式液压驱动系统的仿真模型,并通过AMESim和Simulink的联合仿真,计算与分析了系统的节能特性。目前多数盾构机制造企业使用的是开式液压系统,其能量利用效率约是50%~55%,而闭式液压系统的传动效率可以达到65%~70%。这一结果通过所做的仿真得到了验证。     

砂卵石地层盾构机刀盘故障分析及结构优化研究

盾构机刀盘在富水砂卵石地层中施工易出现卡死故障,且刀盘磨损较为严重,通过正滚刀布局优化、增加支撑靴和加宽环筋板等结构优化措施,可有效改善刀盘在不同工况时的工作性能,为砂卵石地层盾构施工提供借鉴。     

土压平衡盾构机刀盘牛腿的有限元分析

采用有限元法对土压平衡盾构机的关键部件刀盘牛腿进行静力学分析,同时计算其在受力条件下的前6阶模态的固有频率、振型、相对位移的分布图。分析结果显示出受力薄弱区以及抗震薄弱区,为刀盘牛腿的静力学以及动力学优化提供必要的依据。     

盾构机刀盘再制造检测与修复技术

以施工济南地铁万盛北街站—宝华街站和龙洞庄站—孟家庄站两个区间的盾构机刀盘为例,从刀盘的清理拆解、检测方法、修复方案和验收方面进行概述,以刀盘的尺寸恢复和性能提升为基础,提出了刀盘再制造关键技术的适应性再制造方法,使其质量特性达到了新机标准,可为研究盾构机刀盘旧机的质量及性能提供参考及借鉴,对推动高端隧道掘进装备制造的发展和切实提高盾构机设备的利用率具有重要的参考价值和指导意义。     

盾构机刀盘的布刀方式及刀具位置误差分析

针对刀盘的工作性能问题,分析了盾构机刀盘的布刀方式,运用Solidworks建立了刀盘的虚拟样机模型;分析并计算了滚刀的受力情况。通过有限元分析了刀盘装配体的强度及布刀的合理性,分析了盘形滚刀位置误差对刀盘工作性能产生的影响等,并提出了改进方案。     

一种EPB&TBM双模盾构机刀盘结构设计及有限元分析

针对隧道掘进区间长、地质情况差异较大、地层变化复杂、单一模式的盾构机刀盘已难以适应掘进任务的情况,设计一种适应于EPB(土压平衡)和TBM(硬岩掘进机)两种模式的盾构机刀盘结构,详细介绍了两种模式下刀盘转换流程,对刀盘结构进行了受力特性有限元分析,获得了刀盘的应力及变形情况.结果表明,双模刀盘满足强度和刚度的要求,能适...     

盾构刀盘驱动液压系统设计

刀盘驱动液压系统是盾构液压系统的重要组成部分 ,文章介绍了该系统的设计要求、工作原理及其特点。试验结果表明 ,该系统满足设计要求 ,具有结构简单、技术先进、性能可靠等特点     

盾构机刀盘四齿轮并联驱动的载荷均衡性仿真

建立了盾构机刀盘四齿轮并联驱动系统的动力学方程,运用UG软件建立了该系统的三维模型,并利用ADAMS软件对该系统进行了动态仿真,分析了啮合阻尼、啮合刚度、齿侧间隙和主动齿轮布置方式等因素对齿轮副载荷均衡性的影响。研究表明,各个齿轮副啮合刚度和啮合阻尼相差越大,载荷分配就越不均匀;齿侧间隙在驱动载荷变化时对载荷均衡性影响较大;主动齿轮不同布置方式对传动系统的传动平稳性有较大影响。分析结果可为多齿轮并联驱动系统的设计与制造提供理论依据。