盾构机刀盘驱动研究

刀盘驱动系统是盾构机的主要系统之一,该文分析了盾构机刀盘驱动系统的液压驱动方式和电驱动方式,并对两种驱动方式进行了优缺点比较,结论为液压驱动方式技术成熟,操作性好,比较实用。     

基于ADAMS的盾构机刀盘驱动系统动力学仿真分析

依托中交天和机械设备制造有限公司某项目用盾构机刀盘驱动系统为设计实例,基于三维造型软件SpaceClaim构建了刀盘驱动系统的三维参数化模型,并将其导入到动力学分析软件ADAMS中,分析了刀盘在高速(4.5r/min)和中低速(2r/min)两种不同转速情况下刀盘系统的动力学特性,为盾构机的刀盘驱动系统设计提供参考。     

大直径盾构机刀盘驱动系统

0引言 盾构机全称为盾构隧道掘进机,是集机械、电器、液压、测量、控制等多学科技术于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备.与传统的隧道掘进技术相比,盾构法施工具有安全可靠、机械化程度高、工作环境好、土方量少、进度快、施工成本低等优点.在地质条件复杂、地下水位高而隧道埋深较大时,隧道掘进只能依赖盾构法[1].     

海瑞克盾构刀盘驱动液压系统故障分析及处理

深圳某地铁项目使用的海瑞克盾构,主驱动刀盘液压系统出现故障,通过对故障原因的分析,发现油液污染是导致故障的主要原因。对污染的液压系统进行处理后,达到了理想的效果,恢复了使用,同时,也提供了一种处理液压系统污染的方法。     

马蹄形隧道掘进机刀盘设计探讨

概括性论述了多圆软土刀盘、矩形刀盘、马蹄形刀盘等异形刀盘的设计特点,重点分析了马蹄形隧道掘进机组合刀盘的关键技术:1)掌子面流场仿真分析;2)刀盘静力学仿真分析;3)盲区处理研究;4)刀具破岩机制分析。通过对以上关键技术的研究,为软土马蹄形掘进机组合刀盘的设计提供了优化方法,并创造性提出刮削破岩和挤压破岩相结合的马蹄形硬岩刀盘设计方法,对马蹄形隧道掘进机刀盘设计有一定的指导意义,也为异形隧道掘进机的刀盘设计提供了设计参考。     

复合式土压平衡盾构机刀盘常见故障（损坏）原因分析及解决措施

以中铁隧道集团引进的先锋一号、先锋二号盾构机为例,阐述了复合式土压平衡盾构机刀盘的工作原理和结构特点,总结了施工过程中刀盘常见的故障与损坏的方式,分析了产生的原因,提出了相应的解决方法,对解决类似问题有一定的指导作用。     

隧道盾构机开仓换刀环境的选择

受地层条件及刀具耐磨的影响,盾构机在掘进隧道施工到一定工程量后,刀具将会磨损,须换刀处理。由于地层条件的复杂性,开仓换刀条件的确定很重要。结合广州地铁三号线大石—汉溪盾构区间施工实例,介绍了盾构机开仓换刀环境的选择与经验。     

盾构刀盘驱动多电机同步控制策略研究

为了保障盾构刀盘驱动系统能够稳定运行,刀盘驱动电机之间的同步性能是一个关键因素。针对盾构电机数量多、结构复杂的特点,分析主从控制、并行同步控制和几种耦合控制在盾构驱动电机控制应用中的优缺点,说明并行同步在应用中的合理性;设计一种模糊PID智能控制算法,提出模糊PID控制器与并行同步控制结构相结合的盾构刀盘驱动多电机同步控制策略,应用Matlab/simulink进行建模仿真,对该控制策略和常规的PI控制进行仿真对比。结果证明:所提出的控制策略的动态响应快、实时性能好,在相同的负载突变状况下,该方法具有更强的鲁棒性,能更好地使多电机以设定速度同步运行。     

整体式交流发电机驱动概述

根据电压调节器与整流桥的匹配方式,对国内外各种汽车发电机的驱动方式进行分类;系统阐述10种整体式交流发电机驱动电路的工作原理、电气性能、特点和使用注意事项。     

英国整体式桥梁设计

整体式桥梁是指桥梁全长范围内不设置伸缩缝,边跨与桥台在结构上连接成整体的桥梁。整体式桥梁在英国应用广泛,其优越的性能主要体现在取消了桥梁伸缩缝,提高了结构耐久性,降低了维护成本,减少了因更换和维修伸缩缝对通行造成的不利影响,提高了行车舒适性。介绍英国整体式桥梁的结构形式和受力机理,为国内开展整体式桥梁设计提供一种设计思路和方法。     

盾构刀盘设计系统开发

为快速准确地完成不同类型和尺寸盾构刀盘的设计,根据刀盘自身机械数据结构和施工过程的数据关系,结合刀具破岩机制实验数据和刀盘三维参数化机械模型和结构分析模型,利用VB完成刀盘参数化建模系统的开发,方便了刀盘设计人员准确且快速地完成各种不同地层、不同规格盾构刀盘的设计及分析。     

土压平衡式盾构机刀盘扭矩的计算及试验研究

综合考虑了土压平衡式盾构机的直径、刀盘开口率、刀盘与土体的摩擦系数、盾构机的埋深、盾构机施工地层的土性、盾构机和地层之间的相互关系、盾构机推进速度以及螺旋输送机转速等参数的影响因素,推导出刀盘扭矩的理论模型。在盾构机模拟试验平台上进行试验,分析了两种典型开口率的刀盘在3种典型土层中扭矩的变化及土仓压力对刀盘扭矩的影响。分析结果表明,刀盘扭矩的理论模型与试验结果相符,并能满足盾构机实际施工的要求。     

潜盾机切刃盘于卵砾石层开挖之特性

潜盾工法于卵砾石层开挖需面对许多问题,诸如切刃盘开口尺寸及开口率之设计;滚轮切刃齿及切刃齿之配置、材质与成本问题等。潜盾机于卵砾石层中掘进时,通常无法期望以单一开口尺寸或开口率去应付长距离的挖掘,需要因应地质变化适时予以改变;滚轮切刃齿及切刃齿的配置与材质应用,则悠关是否能以最小成本产生最大之开挖效率。本文以长距离卵砾石层潜盾洞道开挖为例,依据实际切刃盘改造型式与掘进管理图表,探讨开口尺寸与开口率的适用性,并于现场量测所得滚轮切刃齿及切刃齿之磨耗数据,加以汇整并以图表呈现,可明显得知其间之关键因素,值得提供作为日后设计与施工之参考。     

盾构机电气系统总体设计分析

针对盾构机电气系统故障隐患较多的情况,对其总体设计的合理性和可靠性进行了详细分析,提出了盾构机电气系统设计的相关改进措施,给出了比较合理的电气系统图,提高了盾构机电气系统的可靠性和工作效率,为盾构机的设计及使用提供了参考依据。     

盾构的机械系统概述

0 引言 盾构是用于软土隧道的暗挖施工的设备.它具有金属外壳,壳内装有整机及辅助设备,用于进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业.盾构集机、电、液、光、气、水、信息于一体,具有自动化程度高、对交通和周围地层影响小、有利于环境保护等优点,因此在城市地铁施工中得到了广泛的应用.     

盾构隧道刀具更换技术综述

盾构穿越复杂水文地质地层时,常因刀盘刀具过量磨损而导致盾构被迫停机,这已成为困扰盾构施工的重要难题之一,进行刀具更换是目前解决这一难题,恢复盾构掘进的主要方法。然而,工程界尚未形成系统的盾构换刀技术体系。针对这一问题,在对已有技术研究理解和总结的基础上,阐述了盾构刀具更换技术的内涵和主要分类,并结合典型盾构工程换刀作业实例和笔者所在课题组的研究成果,对加固地层-常压换刀、基于常压可更换刀盘设计的换刀、带压换刀等3种主要换刀技术的原理、技术流程、关键技术、适用范围和优缺点等进行系统的分析和总结。最后介绍了日本最新的刀具更换技术,并对中国盾构隧道刀具更换技术进行了展望。结果表明：地层加固-常压换刀技术和带压换刀技术都是在常规刀盘设计条件下形成的,其关键都是保障开挖面地层的稳定性;差别在于,前者是使加固开挖面地层达到自稳后,在常压条件下实施的,而后者则是通过泥浆渗透成膜等辅助工艺提高开挖面地层的闭气性后,在气压支护条件下实施的;对于基于常压可更换刀盘设计的换刀技术来说,开挖面地层的稳定性不需要重点考虑,盾构机特殊的中空刀盘辐臂和常压可更换刀具设计才是该技术的关键。     

盾构刀盘的有限元参数化建模及其分析

为快速进行盾构刀盘有限元分析,建立典型刀盘有限元模型建模系统,利用该系统实现了盾构刀盘自动建模和有限元分析,并进行了掘进过程的有限元仿真,得到了刀盘与掘进界面耦合作用下的动态强度、刚度,为刀盘的优化设计提供参考依据。     

考虑刀盘摩阻因素的盾构施工引起地层横向位移分析

为了全面和准确地计算盾构施工引起的地层横向总位移值,依据弹性力学Mindlin解,在已有研究的基础上,增加考虑面板式及辐条式刀盘的摩擦力对地层横向位移的影响,给出刀盘的简化计算模型,通过坐标转化和积分的方法分别推导2种结构形式刀盘正面及圆周面摩擦力产生的地层横向位移计算公式,并采用位移叠加的方法,给出盾构施工引起地层横向总位移计算公式,并对已有工程算例计算和分析,将结果与实测值对比。结果表明：计算结果可以反映盾构施工阶段地层横向变形的特点;在盾尾附近的一定范围内,同步注浆压力和盾壳摩擦力对地层横向位移的影响程度较大,为主要影响因素;在刀盘附近的一定范围内,盾壳摩擦力,刀盘圆周面环向摩擦力和刀盘正面摩擦力对地层横向位移的影响程度不可忽略;各因素产生的地层横向位移值随着深度的增加而衰减并向深层土体逐渐扩散;地层横向位移值受刀盘不同结构形式的影响程度较小,分布规律相仿;在刀盘推进面周围的一定范围内,地层横向总位移值正负区域的分布与刀盘的旋转方向有关。     

盾构的电气系统可靠性分析

随着中国大中城市地下交通的迅速发展，盾构设备的用量与日俱增。盾构作为大型的施工机械，它的用电设备数量多且用电量大，在施工过程中经常发生开关跳闸、电气元件损坏或误动作，危及人员安全。这些问题在造成设备及人员较大损失的同时，也会对施工的工期产生重大影响。究其原因，多数是由于电气系统的可靠性较差。