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凿岩台车的最优钻进效率研究与应用

隧道建设（中英文） 2024年第S01期44卷 265-273页

作者：康家安尚二东于鹏李荣鑫霍翔宇中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453000

为提高山岭隧道施工的凿岩台车钻进效率,围绕凿岩机钻进过程中钻进效率的影响因素进行分析与试验研究。通过研究推进压强、冲击压强及旋转速度等因素的影响,以寻找最优的施工参数组合。通过在不同岩石条件下的多参数测试,采集钻进速度... 详细信息

为提高山岭隧道施工的凿岩台车钻进效率,围绕凿岩机钻进过程中钻进效率的影响因素进行分析与试验研究。通过研究推进压强、冲击压强及旋转速度等因素的影响,以寻找最优的施工参数组合。通过在不同岩石条件下的多参数测试,采集钻进速度和耗能等数据,并应用最小二乘法、耦合及回归分析等方法对数据进行处理。研究表明:1)推进压强与钻进速度呈线性关系,而冲击压强与钻进速度呈二次抛物线关系。2)推进压强的合理阈值上限为8 MPa,而冲击压强在15~17 MPa为最优。3)旋转速度对钻进速度影响不大,故不需过高设置。

关键词：凿岩台车数字钻进钻进效率钻进速度推进压强冲击压强

高水压盾构滚刀用橡胶套管的自适应平衡特性研究

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隧道建设（中英文） 2024年第4期44卷 705-711页

作者：李英发陈彦涛姜海峰张耀鑫曾婧李焕旭王彪张国鹏中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453011

为保持滚刀浮动密封的有效性,滚刀内外压力差需要控制在0.3 MPa内,而工作环境水压可以达到1.4 MPa,因此需要设计自适应压力平衡结构降低滚刀内外压差。常规的活塞式平衡阀经常由于高压环境下的岩渣堵塞或者O型圈动密封快速磨损导致滚刀... 详细信息

为保持滚刀浮动密封的有效性,滚刀内外压力差需要控制在0.3 MPa内,而工作环境水压可以达到1.4 MPa,因此需要设计自适应压力平衡结构降低滚刀内外压差。常规的活塞式平衡阀经常由于高压环境下的岩渣堵塞或者O型圈动密封快速磨损导致滚刀浮动密封失效。因此针对高水压环境下滚刀内外压力自动可靠平衡问题,设计了自适应平衡橡胶套管:通过气囊变形响应外界压力变化,实现滚刀内介质对于外界压力变化的动态跟随功能。首先,采用理论分析的方法研究橡胶套管自适应平衡机制,并基于仿真与理论分析相结合的方式给出自适应平衡橡胶套管性能评估方法;其次,通过套管参数的敏感性分析给出优选的结构参数、试制等径式橡胶套管,并进行压力跟随试验,发现输入压力为0~0.6 MPa时,内外压差为0.12 MPa;最后,将试制橡胶套管应用在盾构滚刀项目中,滚刀运行状况良好。

关键词：高水压自适应平衡橡胶套管密封盾构滚刀

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运营铁路隧道套衬施工机械化配套研究与应用

隧道建设（中英文） 2024年第2期44卷 368-376页

作者：田雪豪宋丹江帅付开勇高立君王柏松中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453000

为解决运营铁路隧道衬砌病害治理施工安全系数低、劳动强度大、施工人员需求多、施工质量参差不齐的问题,调研分析套衬加固病害整治工法、施工设备需求及铁路在轨运行设备规范,研究设备配套技术,形成一套适用于运营铁路隧道套衬施工的... 详细信息

为解决运营铁路隧道衬砌病害治理施工安全系数低、劳动强度大、施工人员需求多、施工质量参差不齐的问题,调研分析套衬加固病害整治工法、施工设备需求及铁路在轨运行设备规范,研究设备配套技术,形成一套适用于运营铁路隧道套衬施工的机械化装备及施工组织方案,并在某高铁隧道套衬工程中试点应用。应用结果表明:1)该成套设备利用运营天窗点的有限时间进行作业,具有集成化、模块化、机械化、专业化的特点;2)该成套设备实现了在作业人员减少一半以上的情况下工效提高2倍以上的目标;3)应急解决预案可靠有效,可实现对突发状况的处理。

关键词：运营铁路隧道套衬机械化衬砌病害整治

热处理对TBM刮渣板的组织与力学性能的影响

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热加工工艺 2018年第10期47卷 188-190页

作者：魏金郭浩中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司

对Cr-Mo系合金钢刮渣板试样进行910、935℃淬火,280-360℃回火处理,研究热处理对显微组织及力学性能的影响。结果表明：910℃水淬时,刮渣板试样的组织并未完全奥氏体化,280℃回火后,保留着块状的铁素体组织,材料的硬度偏低;淬火温度提高... 详细信息

对Cr-Mo系合金钢刮渣板试样进行910、935℃淬火,280-360℃回火处理,研究热处理对显微组织及力学性能的影响。结果表明：910℃水淬时,刮渣板试样的组织并未完全奥氏体化,280℃回火后,保留着块状的铁素体组织,材料的硬度偏低;淬火温度提高至935℃,组织完全转变,硬度得到明显提高;随回火温度升高,马氏体分解向回火托氏体转变,碳化物析出并长大;320℃回火处理后,大量脆性碳化物析出并偏聚分布,在受力变形时,更易出现应力集中,产生裂纹,材料的冲击韧性显著下降;进一步提高回火温度,组织转变为回火托氏体,碳化物的弥散分布与回复软化的作用使得材料的硬度缓慢下降,冲击韧性快速提高。935℃水淬＋360℃回火处理,刮渣板试样有良好的力学性能。

关键词：刮渣板热处理力学性能组织转变

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小断面隧洞悬臂掘进机施工方案比选研究

现代隧道技术 2023年第3期60卷 266-273页

作者：刘万林尚明明王全胜王冬洪温时雨中铁开发投资集团有限公司昆明650000 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司新乡453000

为了解决小断面隧洞在实际施工中受断面尺寸影响内部作业空间有限造成的工序交叉多、相互干扰大、同一个工作面上钻孔和出渣等工作只能周期性循环进行、无法在施工中运用高效的大型机械设备等问题,以滇中引水工程红河段龙树山小断面隧... 详细信息

为了解决小断面隧洞在实际施工中受断面尺寸影响内部作业空间有限造成的工序交叉多、相互干扰大、同一个工作面上钻孔和出渣等工作只能周期性循环进行、无法在施工中运用高效的大型机械设备等问题,以滇中引水工程红河段龙树山小断面隧洞为依托,首先提出3种机械化施工配套方案,对各方案所采用施工机械、施工方法、进度等方面进行对比分析,最终确定了中铁装备研发的CTR300S小断面隧洞水利型悬臂掘进机结合人工支护的施工配套方案。针对理论分析后所选择的施工配套方案开展技术应用试验研究,结果表明:(1)Ⅳ~Ⅴ级围岩稳定性差,以板岩、粉细砂岩、灰岩岩性为主,地下水较丰富的试验工况下,CTR300S悬臂掘进机工作效率可达20~40 m^(3)/h,月开挖进尺预估可超过150 m,达到了预期进度效果;(2)小断面隧道全断面开挖,在悬臂掘进机截割部处为立拱、喷浆等工序提供作业平台是可行的。

关键词：滇中引水小断面隧洞悬臂掘进机机械开挖试验研究

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隧道悬臂掘进机卷缆系统的优化设计

液压与气动 2019年第9期43卷 88-92页

作者：李亚孙延飞魏成刚中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司采矿装备分院

针对在工业性试验中出现放缆不畅、卷缆装置底板损坏的问题,分析了故障原因,基于螺纹插装阀和电磁换向阀技术,设计了一种悬臂掘进机自动收放缆的卷缆系统,并进行了卷缆系统参数计算及优化。实际生产应用结果表明:摆线马达启动扭矩压差1... 详细信息

针对在工业性试验中出现放缆不畅、卷缆装置底板损坏的问题,分析了故障原因,基于螺纹插装阀和电磁换向阀技术,设计了一种悬臂掘进机自动收放缆的卷缆系统,并进行了卷缆系统参数计算及优化。实际生产应用结果表明:摆线马达启动扭矩压差1MPa、减速机减速比改为20、取消背压溢流阀,卷缆系统可以安全可靠的进行收放缆工作;增加卷缆装置安装底板数量及螺栓防松,完全实现可靠的无人化自动卷缆。为研发隧道悬臂掘进机卷缆系统提供一定的理论依据及实践支持。

关键词：隧道掘进机自动卷缆卷缆阀组

川藏铁路隧道高海拔环境钻爆法施工装备选型配置思考

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隧道建设（中英文） 2021年第10期41卷 1644-1653页

作者：邢泊冯欢欢中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453000 中铁隧道局集团有限公司广东广州511458

川藏铁路隧道建设面临高海拔、复杂地质条件、恶劣环境等方面的严峻挑战,其中,高海拔环境对隧道施工装备选型的影响尤为突出。为实现川藏铁路隧道机械化建造,以新建川藏铁路雅安至林芝段隧道建设为例,在分析高海拔环境影响因素的基础上... 详细信息

川藏铁路隧道建设面临高海拔、复杂地质条件、恶劣环境等方面的严峻挑战,其中,高海拔环境对隧道施工装备选型的影响尤为突出。为实现川藏铁路隧道机械化建造,以新建川藏铁路雅安至林芝段隧道建设为例,在分析高海拔环境影响因素的基础上,从动力系统、电气控制系统、流体控制系统、空压机性能等方面,重点论述高海拔环境对钻爆法隧道装备作业性能的影响。系统研究并针对性提出在高海拔高寒等极端环境下超前支护、开挖、初期支护、二次衬砌等钻爆法施工关键工序的装备选型建议,如超前钻探及支护设备、凿岩台车、拱架安装设备、混凝土喷射设备等,并提出“破碎机+皮带机”出渣、挖装运电动设备、移动式除尘等新型装备和技术在川藏铁路隧道建设中的应用建议。

关键词：川藏铁路隧道钻爆法施工高海拔环境装备选型

WC颗粒熔解析出对Ni60熔覆层性能的影响

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表面技术 2023年第3期52卷 189-196页

作者：芦海俊水剑虹王锴尚勇姜海峰魏金中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453011 中国水利水电第十一工程局有限公司河南三门峡450001

目的确定含WC微粒镍基熔覆层中不同共晶相对熔覆层性能的影响规律。方法通过等离子工艺制备含WC(质量分数10%)的Ni60熔覆层,并调整电流,以控制WC的熔解析出。通过维氏硬度计、剪切试验、磨粒磨损试验研究不同电流下熔覆层硬度、抗剪强... 详细信息

目的确定含WC微粒镍基熔覆层中不同共晶相对熔覆层性能的影响规律。方法通过等离子工艺制备含WC(质量分数10%)的Ni60熔覆层,并调整电流,以控制WC的熔解析出。通过维氏硬度计、剪切试验、磨粒磨损试验研究不同电流下熔覆层硬度、抗剪强度和耐磨性的变化情况,并通过扫描电镜和X射线衍射仪分析不同熔覆层的磨损形貌、组织和物相组成。结果在不同电流下制备的熔覆层物相均主要为γ-(Fe,Ni)、M_(23)C_(6)、M_(7)C_(3)、WC、W_(2)C、FeNi_(3)、FeW_(2)B_(2)等。熔覆电流由110 A增至200 A时,熔覆层的硬度由846.7HV降至665.8HV,抗剪强度由174.9 MPa增至373.2 MPa。当电流低于140 A时,W、Cr、C等合金元素生成了块状先共晶相,可有效减轻磨粒磨损程度,提高耐磨性;当电流进一步增大时,W、Cr、C等合金元素以鱼骨状过共晶相析出,在磨粒磨损过程中易断裂、脱落,导致耐磨性下降。结论熔覆电流的变化会影响含WC微粒Ni60熔覆层的共晶碳化物成分、形态和数量,在熔覆电流较小时有利于块状先共晶相的生成,可提高其耐磨性。在熔覆电流为140 A时,Ni60+WC(10%)熔覆层的综合性能最优。

关键词： WC Ni60 抗剪强度磨粒磨损熔覆电流

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掘进机截割臂大轴承运行监测系统设计

煤矿机械 2020年第12期41卷 8-9页

作者：朱朋飞赵培锋刘宝国中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司河南新乡453000

设计了一种悬臂掘进机截割臂大轴承运行监测系统,通过铂电阻传感器、电液开关以及线性位移传感器实现对轴承温度的实时测量和截割臂水平位置时轴承润滑油是否流失的判断,从而在轴承出现早期运行异常时能及时预警,避免轴承提前损坏。详... 详细信息

设计了一种悬臂掘进机截割臂大轴承运行监测系统,通过铂电阻传感器、电液开关以及线性位移传感器实现对轴承温度的实时测量和截割臂水平位置时轴承润滑油是否流失的判断,从而在轴承出现早期运行异常时能及时预警,避免轴承提前损坏。详细介绍了该监测系统的工作原理、截割臂位置角度计算方法以及传感器安装结构。

关键词：掘进机大轴承监测系统工作原理角度计算方法安装结构