سیلندرهای گریپر هیدرولیکی برای سیستمهای پشتیبانی TBM
مهندسی نهایت پایداری مهار سنگی با فناوری دیواره ضخیم 42CrMo برای ماشینهای حفاری تونل با تیر اصلی و سپر.
پایه و اساس پیشرفت هارد راک
در محیط بیرحم تونلسازی در سنگهای عمیق، دستگاه TBM با تیر اصلی (Main Beam TBM) برای تولید نیروی رانش به جلو به یک مکانیزم حیاتی واحد متکی است: سیستم گیره. برخلاف دستگاههای سپر که قطعات بتنی را به بیرون هل میدهند، یک TBM باز (Open TBM) خود را مستقیماً به دیوارههای تونل متصل میکند. سیلندرهای گیره هیدرولیکی که مسئول این کار هستند، باید بارهای شعاعی عظیمی، اغلب بیش از ۴۰۰ بار، را تحمل کنند تا از لغزش دستگاه در حین حرکت تیغه برش جلوگیری شود. یکپارچگی ساختاری این سیلندرها غیرقابل مذاکره است. خرابی در اینجا فقط به معنای از کار افتادگی نیست؛ بلکه به این معنی است که دستگاه جای پای خود را از دست میدهد و به طور بالقوه TBM را به دام میاندازد و پروژههای زیرساختی به ارزش میلیاردها دلار را متوقف میکند.
در همیشه قدرتتمرکز مهندسی ما در طول ۱۸ سال گذشته بر حل آسیبشناسی خاص خرابی سیلندر گریپر بوده است: ترک خوردگی ناشی از خستگی لوله. فولادهای ساختمانی استاندارد اغلب فاقد خاصیت ارتجاعی لازم برای تحمل چرخههای انبساط مکرر ناشی از عملکردهای نگهداری فشار بالا هستند. ما از فولاد آلیاژی با استحکام بالا 42CrMo همراه با طراحی ویژه بشکه با دیواره ضخیم. این امر تضمین میکند که تنش حلقهای حتی هنگام لنگر انداختن در لایههای سنگی ناپایدار و ناهموار، در محدوده تسلیم ماده باقی بماند. سیلندرهای دوکاره و پیستونی جوش داده شده ما، ستون فقرات سفت و سختی را که برای پروژههای عظیم مدرن مورد نیاز است، فراهم میکنند.
به کارخانه دوقلوهای دیجیتال ما قدم بگذارید
شاهد ماشینکاری سنگین و تست فشار سیلندرهای TBM ما باشید. از هر کجای دنیا، تواناییهای ما را تأیید کنید.
مبارزه با استرس حلقه و خستگی لوله
دشمن اصلی سیلندر گیرکننده TBM، "باد کردن" است - تغییر شکل الاستیک لوله سیلندر تحت فشار داخلی شدید. هنگامی که TBM لنگر میاندازد، فشار هیدرولیک برای محکم کردن کفشکها در برابر سنگ افزایش مییابد. اگر دیواره سیلندر با استفاده از فولاد استاندارد ST52 مهندسی شده باشد، این چرخه تکراری منجر به خستگی فلز و در نهایت ترک خوردگی طولی میشود.
راه حل ما شامل یک تغییر اساسی در مواد به **42CrMo (فولاد کرومولی)** است. این ماده استحکام تسلیمی تقریباً 50% بالاتر از فولادهای کربنی استاندارد ارائه میدهد. با ترکیب این آلیاژ درجه بالا با ضخامت دیواره به طور قابل توجهی افزایش یافته، تمرکز تنش موضعی را به طور چشمگیری کاهش میدهیم. علاوه بر این، سطح داخلی به صورت آینهای (Ra < 0.4µm) صیقل داده میشود تا از آببندیهای پیستون در طول تنظیمات ریز که هنگام فشرده شدن سطح سنگ رخ میدهد، محافظت کند. این رویکرد دقیق، عمر خستگی سیلندر را در مقایسه با طرحهای مرسوم، سه برابر افزایش میدهد.
مزایای اصلی فناورانه
ظرفیت بار شدید
مهندسی شده برای تحمل فشارهای کاری بیش از 35 مگاپاسکال و بارهای ضربهای در هنگام انفجار سنگ. طراحی پیستون مقاوم، عدم رانش در حین لنگر انداختن را تضمین میکند.
معماری آلیاژ 42CrMo
استفاده از فولاد آلیاژی کوئنچ و تمپر شده، خطر ترک خوردگی ناشی از انتشار در سیلندر، که یک حالت خرابی رایج در سیلندرهای استاندارد Q345B تحت خستگی چرخه بالا است، را از بین میبرد.
جوشکاری ضد ارتعاش
تمام جوشهای سازهای، به ویژه در محل نصب سرمحورها یا شکافها، تحت آزمایش اولتراسونیک (UT) و بازرسی ذرات مغناطیسی (MPI) قرار میگیرند تا از سلامت آنها در برابر ارتعاشات TBM اطمینان حاصل شود.
حذف گرد و غبار سنگ
مجهز به خراشندههای فلزی سنگین یا برفپاککنهای PU دو لبه برای جدا کردن گرد و غبار بتن و بقایای سیلیکات، و محافظت از آبکاری میله و آببندهای اصلی.
موفقیت جهانی: تونلسازی برقآبی در ارتفاعات بالا
چالش: کوههای آند
یک کنسرسیوم چندملیتی که در حال ساخت یک تونل انتقال آب ۲۰ کیلومتری در رشتهکوه آند بود، با یک توقف بحرانی مواجه شد. زمینشناسی شامل گرانیت بسیار سخت و ساینده (۲۵۰ مگاپاسکال UCS) بود. سیلندرهای گیره موجود در دستگاه TBM با تیر اصلی آنها به دلیل فشار بسیار زیاد مورد نیاز برای مهار دستگاه، دچار "انبساط بشکه" (blooming) و بیرونزدگی آببند شده بودند. تعویض سیلندرها هر ۴۰۰ متر انجام میشد و باعث تأخیرهای غیرقابل قبولی میشد.
راهکار همیشه قدرتمند
تیم مهندسی ما برای ممیزی سازه به محل اعزام شد. ما با استفاده از ... خود، یک راهکار مقاومسازی طراحی کردیم. سیلندرهای گریپر 42CrMo با فشار فوق العاده بالاما ضخامت دیواره را به میزان 15% افزایش دادیم و یک پروفیل آببندی تخصصی پارکر را که برای مقاومت در برابر اکستروژن بدون شکاف طراحی شده بود، پیادهسازی کردیم.
نتیجه
سیلندرهای مقاومسازیشده با موفقیت ۱۴ کیلومتر باقیمانده از مسیر را بدون حتی یک شکست سازهای طی کردند. نرخ پیشروی TBM به دلیل حذف زمان خاموشی هیدرولیک و افزایش اعتماد به نفس اپراتورها برای اعمال حداکثر نیروی رانش، ۱۸۱TP3T بهبود یافت.
«استحکام این سیلندرها نحوهی کار دستگاه ما را تغییر داد. وقتی گیرهها قفل میشدند، میتوانستیم تفاوت در پایداری را احساس کنیم.»
— کارلوس م.، سرپرست TBM
«ما در مورد تغییر از تأمینکننده اصلی تجهیزات (OEM) مردد بودیم، اما گزارش متالورژیکی Ever Power ما را متقاعد کرد. عملکرد گرانیت ثابت کرد که آنها درست میگفتند.»
— هانس جی.، مدیر پروژه
«در طول ۵ کیلومتر تونلسازی، هیچ نشتی وجود ندارد. برای یک سیلندر گیربکس، این استاندارد طلایی است. ما اکنون در حال مقاومسازی دستگاه دوم خود هستیم.»
— لیو وی، سرپرست مکانیک
مشخصات فنی و پارامترها
| پارامتر | مشخصات استاندارد | مزایای عملکرد |
|---|---|---|
| نوع سیلندر | پیستون دوکاره و سنگین | کشش کنترلشده و جمعشدن قدرتمند |
| جنس بشکه | 42CrMo (کوئینج و تمپر شده) | در برابر انبساط بشکه و ترک خوردگی ناشی از خستگی مقاومت میکند |
| فشار کاری | ۳۵۰ بار (نامی) / ۴۵۰ بار (حداکثر) | لنگر انداختن ایمن در سختترین لایههای سنگ |
| قطر سوراخ | ۲۰۰ میلیمتر – ۵۰۰ میلیمتر | قابل تنظیم برای الزامات قطر TBM |
| سبک نصب | بلبرینگ کروی / ترونیون | مفصل فرمان TBM را در خود جای میدهد |
| آبکاری میله | کروم سخت چند لایه / نیکل-کروم | محافظت در برابر خراشیدگی ناشی از گرد و غبار سنگ |
محیطهای کاربردی متنوع
اگرچه فناوری سیلندرهای پربار ما بهطور خاص برای TBMهای با تیر اصلی مهندسی شده است، اما برای نیازهای مختلف لنگراندازی و تثبیت زیرزمینی نیز قابل استفاده است.
- ▸
تیبیامهای با تیر اصلی: لنگر اولیه برای رانش رو به جلو. - ▸
تیبیامهای سپری: سیستمهای کمکی برای اصلاح فرمان. - ▸
ماشینهای بورینگ بالابر: سیلندرهای تثبیت برای حفاری عمودی. - ▸
تجهیزات استخراج سیار: جکهای تثبیتکننده پیچ سقف.
قطب مهندسی چین برای هیدرولیک سنگین
واقع در قلب تولید چین، همیشه قدرت از قویترین زنجیره تأمین جهان برای آهنگری سنگین و فرآوری فولاد آلیاژی بهره میبرد. ما میدانیم که TBMها ماشینهای سفارشی هستند؛ یک سیلندر «کاتالوگ» برای شرایط زمینشناسی منحصر به فرد کافی نخواهد بود.
مزیت رقابتی ما در توانایی ما در تهیه مواد مرغوب 42CrMo و پردازش آنها با عملیات حرارتی دقیق (کوئینچ و تمپر) با مقیاس و هزینهای است که رقابت در سطح جهانی دشوار است. چه از یک دستگاه TBM رابینز، هرنکنخت یا کوماتسو استفاده کنید، تیم مهندسی ما میتواند گیرههای موجود شما را مهندسی معکوس کرده و یک ارتقاء "کارکرد سخت" ارائه دهد که کاملاً با نقاط نصب موجود شما مطابقت داشته باشد.
سوالات متداول
چرا برای سیلندرهای گریپر از فولاد 42CrMo به جای Q345B استفاده میکنید؟
مزیت هزینه خرید سیلندرهای TBM از چین چیست؟
آیا میتوانید جایگزینهایی برای گیرههای TBM رابینز یا هرنکنشت تولید کنید؟
ساخت مجموعهای از سیلندرهای گریپر بزرگ چقدر طول میکشد؟
چگونه این سیلندرهای سنگین را به صورت بینالمللی ارسال میکنید؟
دسترسی مستقیم به کارخانه | پاسخگویی مهندسی 24 ساعته
