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地下工程装备及其新技术概要
1
1
中国铁建重工集团有限公司
湖南·长沙
2016年8月
地下工程装备及其新技术
2
汇 报 提 纲
二、地下工程装备应用案例
一、地下工程装备新技术
三、思考和建议
3
一、地下工程装备新技术
4
一、地下工程装备新技术
21世纪是地下工程装备产业发展的黄金时代
地下工程数量增加
单个工程规模变大
地下工程难度增加
机械施工比例增加
超大直径
超长距离
深埋高压
地质多变
分体式
刀座
整体式
刀座
镶合金耐磨板
刀盘刀具耐磨技术
6
6
重载滚刀-刀座设计优化技术
一、地下工程装备新技术
滚刀-刀座A1
滚刀-刀座A2
刀轴式滚刀-刀座特点
螺栓-楔块拉紧固定
分体式刀座
大、小C形块结构
侧向背拉式退刀
7
一、地下工程装备新技术
滚刀状态在线监测技术
滚刀状态监测方案
监测界面
刀具温度
刀具转速
刀具磨损量
8
滚刀状态在线监测技术
滚刀
电感式
位移传感器
电涡流传感器
滚刀刀座
滚刀磨损量监测
滚刀转速监测
一、地下工程装备新技术
9
刀具常压更换技术
滚刀常压更换试验台
最高试验压力16bar
常压换刀
一、地下工程装备新技术
10
刀具常压更换技术
常压换刀试验台
远期目标工程:渤海烟大隧道/琼州海峡隧道/台湾海峡隧道
辐臂入口
一、地下工程装备新技术
11
刀具常压更换技术
常压刀盘设计方案
一、地下工程装备新技术
12
机器人辅助作业技术
一、地下工程装备新技术
机械手辅助换刀作业
13
机器人辅助作业技术
一、地下工程装备新技术
关节式机械手
清洗作业
伸缩臂式机械手
清洗作业
冷冻刀盘技术
一、地下工程装备新技术
冷冻刀盘换刀
盾体冷冻管路
主驱动密封防冻管路
刀盘冷冻管路
液压辅助脱困驱动扭矩提高100%。
装机功率可降低25%。
永磁同步驱动效率提高10%(已申请发明专利)!
大扭矩大推力系统匹配技术;
一、地下工程装备新技术
电液混合驱动技术
橡胶密封
聚氨酯密封
橡胶密封
密封材料制备+密封结构设计+润滑控制方式
10bar技术成熟,下一步目标20bar。
聚氨酯密封
高压密封技术
超高压密封技术
一、地下工程装备新技术
17
永磁同步驱动技术
减少传动能量损失,提高驱动效率5%。
提高驱动能力,相同体积下,驱动能力提高100%。
节约安装空间,相同驱动能力下,电机体积减小50%。
异步电机
减速器
齿轮
永磁同步电机
齿轮
传统的驱动技术
永磁驱动技术
一、地下工程装备新技术
18
永磁同步驱动技术
一、地下工程装备新技术
19
电液混合驱动技术
液压辅助脱困驱动扭矩提高100%。
设备装机功率降低10%。
液压马达
变频电机
一、地下工程装备新技术
20
刀盘伸缩与摆动技术
为更换刀具提供空间,显著降低施工风险。
主轴承推力实时监测。
“上软下硬”地层的适应性掘进。
一、地下工程装备新技术
21
21
1-刀盘及其驱动装置、2-开挖舱、3-盾体、4-螺旋输送机、5-一级筛分机构、6-皮带输送机、7-渣土与泥浆的搅拌罐、8-二级筛分机构、9-小颗粒渣土储存罐。
21
一、地下工程装备新技术
细颗粒回收技术
22
一、地下工程装备新技术
双模式盾构机:带式螺旋+破碎机
在线
离线
23
一、地下工程装备新技术
双模式盾构机:在线/离线
24
大粒径卵砾石高效破碎技术
解决兰州、成都、北京等高压、富水、大粒径砂卵石地层盾构施工难题可行方案!
双采石箱
二次破碎机
一、地下工程装备新技术
25
大粒径卵砾石高效破碎技术
高水压
密封试验
多相流态耦合分析
卵石流动仿真分析
一、地下工程装备新技术
快速支护系统:TBM地质适应性“瓶颈” 。
一、地下工程装备新技术
围岩快速支护技术
27
渣料垂直输送技术
提升高度超过200m。
输送能力大于1000t/h。
一、地下工程装备新技术
28
移动互联监控技术
自动掘进技术
计算机网络数据平台
一、地下工程装备新技术
29
移动互联监控技术
移动端监控系统
总部监控中心
监控中心初期设计数据容量达2000台套盾构/TBM。
监控中心具有故障诊断及专家系统开放式平台。
一、地下工程装备新技术
30
关键结构件智能化制造技术
刀盘/盾体
焊接机器人
变速箱/刀座
焊接机器人
一、地下工程装备新技术
31
关键结构件智能化制造技术
机器人搬运作业
切割机器人
焊接坡口作业
一、地下工程装备新技术
32
主轴承试验台
减速机试验台
液压系统综合试验台
大型综合工业性试验技术
一、地下工程装备新技术
33
33
TBM电液控制系统
试验台
综合试验中心
大型综合工业性试验技术
4m直径
TBM整机
试验台
一、地下工程装备新技术
34
34
大型综合工业性试验技术
泥浆环流系统
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