三油缸驅(qū)動(dòng)盾構(gòu)設(shè)計(jì)最新說明書

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1、液壓缸驅(qū)動(dòng)連桿式刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算刀盤及其驅(qū)動(dòng)形式是頂管機(jī)和盾構(gòu)的重要部件之一，相對(duì)于同心圓切削刀盤，平行連桿多圓切削形式更具有優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)性，是新的發(fā)展方向。本設(shè)計(jì)針對(duì)的頂管機(jī)而編寫，但它的原理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則也適用于任何直徑的頂管機(jī)和盾構(gòu)。1設(shè)計(jì)主參數(shù)：頂管外徑：；刀盤驅(qū)動(dòng)形式：1、帶連接板液壓缸驅(qū)動(dòng)（三缸、五缸）；2、無連接板液壓缸驅(qū)動(dòng)（三缸、五缸）；刀盤支撐形式：四軸支承；刀盤驅(qū)動(dòng)偏心距：。2總體簡(jiǎn)介：2.1刀盤簡(jiǎn)介：傳統(tǒng)刀盤形式（如圖1所示）是在圓周上同心圓布刀，刀盤旋轉(zhuǎn)，每把刀切削一個(gè)同心圓。這種切削機(jī)構(gòu)形式的不足是：隨著刀盤直徑增大，軸承受力劇增，另

2、外，刀盤磨損不均，驅(qū)動(dòng)能量大，切削異形斷面困難。平行連桿式－也稱DPLEX（DevelopingParallelLinkExcavatingShield）－實(shí)際上是一種衍生平行連桿扭擺機(jī)構(gòu)，它是火車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如圖2所示）的逆向應(yīng)用。偏心被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，連桿任何一點(diǎn)都做半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，切削出相應(yīng)的圓。同樣，四個(gè)支承點(diǎn)形成矩形框架，框架任何一點(diǎn)都形成相同圓，這就是連桿機(jī)構(gòu)的基本原理。23框架形狀決定它切削出的斷面，所以，它可以切削出任意斷面，結(jié)構(gòu)如圖3及圖4所示。從上分析，平面連桿切削機(jī)構(gòu)（刀盤）較傳統(tǒng)單軸圓形切削機(jī)構(gòu)（刀盤）有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：(1)、通過變化切削刀盤

3、形狀，可以切削出多種斷面形狀的隧道；(2)、每把切削刀半徑均相同，且切削半徑小，因而刀具的磨損相同，且磨耗量小，延長(zhǎng)刀具壽命，保證盾構(gòu)長(zhǎng)距離切掘進(jìn)；(3)、軸承希望以多軸承代替單軸承，這樣軸承受力??；(4)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)緊湊，便于降低盾構(gòu)重量，減少盾構(gòu)操作時(shí)間，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；(5)、切削輸出功率小，可降低電力設(shè)備消耗，節(jié)約能源。2.2刀盤驅(qū)動(dòng)形式簡(jiǎn)介：2.2.1支承形式：所有偏心軸都支承在盾構(gòu)的隔板上，切削刀盤支承在偏心軸上，其與外殼是相對(duì)固定的，偏心軸的數(shù)量與支承數(shù)量相同。從穩(wěn)定的角度出發(fā)，支承數(shù)量最少為三支承，支承數(shù)受刀盤切削斷面面積的影響，三支承多用于

4、小斷面切削機(jī)構(gòu)，通常情況下以四支承為最適宜，五支承、六支承均可使用，但多支承工藝比較復(fù)雜。2.2.2驅(qū)動(dòng)形式：刀盤的驅(qū)動(dòng)形式多采用液壓驅(qū)動(dòng)，主要有以下三種：液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；帶連接板液壓缸驅(qū)動(dòng)（三缸、五缸、七缸、九缸）；不帶連接板液壓缸驅(qū)動(dòng)（三缸、五缸、七缸、九缸）。(1）、液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)刀盤（圖5）：液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)刀盤的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖5所示：23它用液壓馬達(dá)帶動(dòng)減速器，減速器驅(qū)動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)刀盤平行移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)可全軸驅(qū)動(dòng)，也可部分軸驅(qū)動(dòng)，具體由液壓馬達(dá)的功率及偏心軸等因素確定。這種驅(qū)動(dòng)形式的優(yōu)點(diǎn)是：輸出流量穩(wěn)定、偏心軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、布置容易、平面結(jié)構(gòu)尺寸較

5、小，但軸向結(jié)構(gòu)長(zhǎng)，液壓馬達(dá)加減速箱價(jià)格昂貴，而且液壓馬達(dá)壽命低，維護(hù)要求高。(2）、帶連接板液壓缸驅(qū)動(dòng)刀盤：帶連接板液壓缸驅(qū)動(dòng)刀盤的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖6所示：液壓缸（三缸、五缸）與連接板連接，連接板再與偏心軸連接，液壓缸按一定順序推動(dòng)（拉動(dòng)）固定板作平面運(yùn)動(dòng)，繼而偏心軸旋轉(zhuǎn)，最后驅(qū)動(dòng)刀盤作平面運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)液壓缸數(shù)量最少為三缸，依次為五缸、七缸、九缸。驅(qū)動(dòng)液壓缸數(shù)量主要取決于盾構(gòu)直徑大小、液壓缸尺寸、結(jié)構(gòu)處理、轉(zhuǎn)動(dòng)脈動(dòng)大小等因素。盾構(gòu)直徑越大，驅(qū)動(dòng)缸數(shù)量越多，脈動(dòng)越小。驅(qū)動(dòng)液壓缸的布置一般采取圓周等分均布。這種形式較液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命可靠、價(jià)格低廉，

6、液壓缸替代液壓馬達(dá)，軸向尺寸也較短，但是當(dāng)泵供應(yīng)流量一定時(shí)，轉(zhuǎn)速是脈動(dòng)的，故在要求轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)，需要采用一些控制措施。如參數(shù)達(dá)到一定時(shí)，脈動(dòng)很小，則無需采取控制措施。（3)、無連接板液壓缸驅(qū)動(dòng)刀盤無連接板液壓缸驅(qū)動(dòng)刀盤的結(jié)構(gòu)形式如圖7所示：23它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是去掉連接板，液壓缸直接驅(qū)動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，液壓缸按一定順序驅(qū)動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)，達(dá)到刀盤平動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：去掉連接板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向長(zhǎng)度更短，這對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸軸承的選取更有利。當(dāng)然，當(dāng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)恒流量時(shí)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)同樣存在，這可通過采取控制措施解決，當(dāng)驅(qū)動(dòng)液壓缸數(shù)達(dá)到一定數(shù)目時(shí)，脈動(dòng)可很小，無需特殊控制措施。2.

7、3有關(guān)尺寸確定原則：2.3.1刀盤偏心距與盾構(gòu)外徑之間的關(guān)系盾構(gòu)刀盤的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖8所示：對(duì)圓形盾構(gòu)，刀盤外徑為：矩形盾構(gòu)，刀盤寬度，長(zhǎng)度：23式中：－圓形盾構(gòu)外徑；－偏心距；－矩形盾構(gòu)寬度；－矩形盾構(gòu)長(zhǎng)度。2.3.2偏心距（切削半徑）的確定原則：切削偏心距受多種因素制約，偏心距的選取是在對(duì)土質(zhì)、切削能力、切削土的通過能力、刀頭的配置、驅(qū)動(dòng)扭矩以及攪拌能力等各種因素作反復(fù)研究后才能決定的。加大切削半徑是，在偏心載荷作用下驅(qū)動(dòng)軸受到的彎矩在增大，對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度產(chǎn)生不利；相反將切削半徑減小時(shí)，偏心量小對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度有利。此外，對(duì)于刀頭配置和掘進(jìn)軌跡的關(guān)系上，旋轉(zhuǎn)半徑越是

8、小，每把刀頭的間隔范圍也越小，為此有必