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大刀盘电机驱动土压平衡顶管机 黄均龙 摘 要 文章介绍了土压平衡式顶管机的研制发展概况及大刀盘电机驱动土压平衡顶管机 构造特点、工作原理与应用情况。 关键词 顶管机 土压平衡 大刀盘 电机驱动 一、前言 顶管机是一种施工非开挖地下管道（外径可达3.8m）的专用掘进机械设备，它的形式由手掘式、挤压式发展到半机械式。由于城市建设的发展，对施工周围的环境保护提出了较高的要求，随着施工经验的积累、科学技术的进步与机电制造水平的提高，使顶管机的形式向着机械旋转切削式、泥水平衡式、土压平衡式以及能适应软硬土层的先进机型发展。 顶管掘进机切削刀盘的驱动形式有液压驱动和电机驱动之分。20世纪80年代初，日本开发了大刀盘电机驱动的土压平衡顶管机；我国第一台?1440mm大刀盘电机驱动土压平衡顶管机于1992年由上海研制成功，第二台是?2400mm面板式大刀盘电机驱动土压平衡顶管机，其外径为2900mm；在1994～1998年，上海又先后研制并成功应用了?1650mm、?1800mm、?3000mm（外径3540mm）与?2000mm几台大刀盘电机驱动的土压平衡顶管机；此后 ，镇江、扬州与湖北等地区的有关厂家也先后研制大刀盘电机驱动的土压平衡顶管机；北京市还把能适应砂砾土层的顶管机研制与应用技术列为北京市科委的科技开发项目， 2002年，1台大刀盘电机驱动土压平衡顶管机应用于北京污水处理工程中的顶管施工； 2002年末，广东研制并成功应用了1台外径为3600mm的大刀盘电机驱动土压平衡顶管机。目前，大刀盘电机驱动的土压平衡顶管机在我国巳成系列，该顶管工法也被评为国家级工法，并得到了广泛的应用。 二、大刀盘电机驱动土压平衡顶管机 1、顶管机的结构 大刀盘电机驱动土压平衡顶管机主要由大刀盘、大刀盘驱动装置、前后壳体、止转装置铰接密封装置装置 图1 大刀盘电机驱动的土压平衡顶管机结构示意图 1. 大刀盘 2. 大刀盘驱动装置 3. 前壳体 4. 加泥（水）装置⑴ 大刀盘无面板，由3～4根辐条或加强杆（圈板）与轴套构成，幅条前面根据不同土质设置不同切削刀头，辐条后面设置数根搅拌棒，能对密封土仓中的切削土进行不断地搅拌，使仓内土体具有很好的塑性、流动性与止水性，使土顺利地排出；刀盘中心有三角鱼尾形切削刀，在辐条上和刀盘中心处设有注浆孔； ⑵ 大刀盘采用中心支承，无大轴承； ⑶ 应用国产行星齿轮减速器和离合器的动力传递结构，整个刀盘驱动装置传动效率高、噪声小、发热低、安装和维护简单，工作可靠； ⑷ 采用电动机驱动、无中心轴的带式螺旋输送机，其出土口设在端面，能形成较长的土塞，还可以输送一定尺寸的石块或砾石； ⑸顶管机前壳体中装有隔仓板（其上设置注浆管和土压计），把前壳体分成密封土仓和动力仓，大刀盘驱动装置设在隔仓板中间，隔仓板下部安装螺旋输送机； ⑹ 顶管机后壳体的左侧安放纠偏油缸液压动力站、电器柜与润滑油脂泵，右侧安放操纵台； ⑺ 该类顶管机在出洞施工时不需液压动力设备的二次转换工艺，整套设备结构简单、施工方便、可靠性好。 3、顶管机的工作原理 先由工作井中的主顶进油缸推动顶管机前进，同时大刀盘切削土体螺旋输机输出削的土体力通过螺旋输机的出土量顶速控制，前方土压力保持防止地面沉降隆起。前 公称 直径 外形尺寸 ?D×L mm 全长 mm 力矩 kN.m ?回转数 r/m 动力 kW×set×V ? 纠偏油缸 kN×st×set 液压工作站 kW×V 螺旋输送机动力 kW×V 通过粒径 mm 排土量 m3/h 50Hz 60Hz 50Hz 60Hz 有轴 无轴 50Hz 60Hz ?1200 1460×2900 3500 91 76 2.40 2.88 7.5×3×400 27×50×8 3.7×400 2.2×3×400 115 200 5.5 6.6 ?1350 1630×2900 3900 133 111 2.19 2.63 7.5×4×400 420×50×8 3.7×400 7.5×400 120 230 7.0 8.5 ?1500 1810×3150 4150 176 147 1.83 2.19 11×3×400 450×50×8 3.7×400 7.5×400 120 230 7.0 8.5 ?1650 1980×3150 4300 234 195 1.83 2.19 11×4×400 550×50×8 3.7×400 11×400 145 260 12. 14.5 ?1800 2150×3150 4000 296 246 1.45 1.74 11×4×400 630×100×8 3.7×400 11×400 145 260 12.0 15.3 ?2000 2375×