O princípio de funcionamento do disco de cortador TBM usado na engenharia de túneis

Máquina de perfuração de túnel de rocha de seção completa (TBM) é uma máquina de construção especial para túneis, que é amplamente utilizada em projetos de metrô, ferrovia, rodovia, municipal, túnel hidrelétrico.

A cabeça de corte é o componente chave do TBM, que tem as funções de escavação, estabilizando a face do túnel, mexendo muck e assim por diante. O cortador de rolos de disco TBM é amplamente utilizado em todos os tipos de máquinas de perfuração de túnel, usado principalmente em máquinas de perfuração de túnel de rocha de seção completa, blindagem TBM e máquina de elevação de tubos.

Ⅰ. Mecanismo de quebra de força e rocha do cortador de disco TBM

Cada cortador de disco TBM corta a rocha com uma interação de três direções entre a lâmina do anel de corte e a rocha.

1. a força de empurrar normal aponta para a superfície de escavação e é fornecida pelo impulso da cabeça do cortador.

2. a força de corte de rolamento tangencial aponta para a direção tangencial do cortador de disco, que é fornecido pelo torque da cabeça de corte;

3. A força lateral na borda do cortador de disco é gerada pela força de compressão do cortador de disco na rocha e a força centrífuga da rotação da cabeça do cortador de rolo TBM, e aponta para o centro da cabeça do cortador. Ele aponta para o centro da cabeça do cortador e tem um valor pequeno. Não pertence à mesma ordem de magnitude com as outras duas forças e geralmente não é considerado.

Quando a cabeça de corte está funcionando, o cortador de disco primeiro entra em contato com a superfície de escavação e é pressionado contra a superfície da rocha sob a ação do empuxo. Com a rotação da cabeça de corte, o cortador de rolos de disco TBM gira em torno do eixo central da cabeça de corte, por um lado, e gira em torno de seu próprio eixo ao mesmo tempo.

O cortador de disco TBM corta uma série de ranhuras concêntricas na superfície da palma sob a ação da junta do impulso e do torque da cabeça do cortador. Quando o cortador gira e pressiona a rocha, o cortador de disco TBM produzirá efeitos abrangentes, como extrusão, cisalhamento e rachaduras à tração na rocha. A escória assim formada é composta de corpo esmagado, corpo esmagado e fragmentos de rocha, e a proporção de cada parte depende das propriedades da rocha, geometria do anel de corte, pressão de pressão e espaçamento do cortador.

GmbH. O arranjo do cortador de disco TBM na cabeça do cortador

1. análise do layout do cortador TBM

O arranjo do cortador de disco TBM na cabeça do cortador deve satisfazer certas leis mecânicas e geométricas. Geralmente, o layout geral deve atender aos seguintes requisitos.

Tanto quanto possível para fazer os cortadores de disco e placa de corte obter a força uniforme, de modo que a carga radial no grande rolamento é zero.

Os cortadores dianteiros devem fornecer a superfície de quebra de rocha para os cortadores traseiros, de modo a formar os cortadores dianteiro e traseiro para quebra de rocha sucessiva.

Portanto, o cortador de disco TBM é geralmente disposto em modo de espiral simples ou dupla na cabeça de corte, e os cortadores adjacentes são dispostos em uma certa diferença de fase.

ODisco cortador tbmGeralmente tem três tipos de disco único, disco duplo e disco triplo. O arranjo do cortador de rolos TBM na cabeça do cortador deve facilitar a formação de quebra de rocha sequencial.

Uma vez que os cortadores de disco duplo e os cortadores de disco triplo não podem atender aos requisitos de todos os cortadores de rolo TBM para quebra de rocha em sequência e são propensos a desgaste desigual, resultando na deterioração da força do cortador e dos resíduos do cortador, portanto, o cortador de face e o cortador de calibre devem escolher o cortador de disco único o máximo possível.

No entanto, a fim de salvar o espaço da cabeça do cortador, tanto a máquina de blindagem quanto a máquina de perfuração do túnel são equipadas principalmente com cortadores de disco duplo ou cortadores de disco triplo no centro da cabeça do cortador.

2. o princípio e método de determinar o espaçamento do cortador de disco

Não importa qual método é usado para organizar as ferramentas, o espaçamento do cortador é um dos primeiros problemas técnicos a serem considerados. Existem duas maneiras de considerar o espaçamento do cortador.

(1) Na mesma máquina, o espaçamento do cortador é inalterado, de modo a alterar o impulso da cabeça do cortador tbm para se adaptar à mudança de resistência da rocha.

(2) Aumente ou diminua o número de cortadores na mesma cabeça de corte ou altere o número de anéis de corte em cada cortador de disco para alterar o espaçamento do cortador para se adaptar à resistência da rocha.

O primeiro método de consideração é simples e prático e tem muitas aplicações.

Considerando thE espaço da cabeça do cortador, ao escavar em estratos mistos, o princípio de seleção do espaçamento do cortador é geralmente o seguinte.

(1) Quando há poucos cortadores centrais, eles são dispostos de acordo com o espaçamento ideal do cortador. Eles são frequentemente dispostos com espaçamento relativamente pequeno do cortador para compensar as difíceis condições de corte que o cortador de rolos TBM pode encontrar durante o processo de tunelamento.

(2) A distância entre os cortadores dianteiros é entre 50 e 120mm. Para camadas de rocha macia, tome um valor grande e, para camadas de rocha dura, tome um valor pequeno.

(3) Quando o túnel é composto principalmente de rocha macia e tem uma pequena quantidade de rocha dura, o espaçamento do cortador é selecionado de acordo com a rocha macia, e quando a seção de rocha dura é cavada, o tunelamento pode ser lento.

(4) Quando o túnel é dominado por rocha dura e tem rocha dura média, o espaçamento do cortador deve ser selecionado de acordo com o princípio de levar ambos em consideração.

(5) Os cortadores de bitola estão localizados na borda externa da cabeça do cortador, com alta velocidade e desgaste sério, e raramente são dispostos de acordo com o espaçamento ideal do cortador.

Com a utilização abrangente de alta resistência, resistência ao desgaste e outras tecnologias do cortador de disco, a profundidade de corte foi muito melhorada, mas neste momento, a fim de alcançar o impulso crítico necessário, é necessário expandir a distância entre os cortadores em conformidade, Caso contrário, fará com que o cortador de rolos TBM esteja funcionando na zona ideal anterior.

Na construção do túnel, a cabeça de corte é um dos componentes principais mais importantes, comumente conhecido como a cabeça da máquina de perfuração do túnel. A gestão da cabeça do cortador determina diretamente o sucesso ou o fracasso de todo o projeto, o investimento do custo do projeto e a garantia da duração do projeto.