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      大直徑襯砌管片模具設(shè)計(jì)與制造

      2012-04-29 00:44:03陳立新
      關(guān)鍵詞:側(cè)模

      陳立新

      摘要:國(guó)內(nèi)隧道所采用的盾構(gòu)施工技術(shù)水平的不斷提高,隧道的直徑越來越大,這就要求大直徑的管片模具必須有更高的精度。文章介紹了大直徑襯砌管片模具設(shè)計(jì)與制造。

      關(guān)鍵詞:管片模具;大直徑隧道;端模;側(cè)模;附著式振動(dòng)

      中圖分類號(hào):U459文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2012)10-0026-02

      隨著國(guó)內(nèi)隧道所采用的盾構(gòu)施工技術(shù)水平的不斷提高,隧道的直徑越來越大。尤其是為了解決城市交通問題的過江隧道,如上海長(zhǎng)江隧道、南京長(zhǎng)江隧道等,都使用了大直徑的隧道。可以說這些隧道的施工難度和質(zhì)量要求都達(dá)到了世界最高要求。而隧道質(zhì)量取決于管片的質(zhì)量。而高質(zhì)量的管片需要有高精度的管片模具才能保證。因此大直徑的管片模具必須有更高的精度。下面我以南京過江隧道的管片模具為例,對(duì)大直徑管片模具的設(shè)計(jì),制造與測(cè)量作一些深入的探討,以供參考。

      客戶參照本單位的實(shí)際情況提出了管片模具除能澆注出嚴(yán)格符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的管片外,還提出了采用附著式振搗方式,流水線生產(chǎn)工藝。這種模具在國(guó)內(nèi)還屬首次。一般現(xiàn)有模具采用人工振搗方式,而由于模具大,重量大(管片與模具總重量達(dá)到25噸)一般采用固定式,還沒有流水線生產(chǎn)方式。

      針對(duì)上述要求,我們對(duì)模具在設(shè)計(jì)、制造方面作了深入探討。從模具的精度、壽命、振動(dòng)方式。管片的流水線生產(chǎn)工藝,模具可操作性方面著手,提出如下可行性方案。

      一、模具設(shè)計(jì)與制造的高精度

      模具設(shè)計(jì)與制造要有很高的精度,并且使整個(gè)模具的重復(fù)合模精度高,壽命長(zhǎng),保證能使用1000R以上。一般地鐵模具直徑在6~8米,由6片組成,而緯三路過江隧道它的規(guī)格為φ14500(外徑)*φ13300(內(nèi)徑)*600(H)*2000(W)。采用楔形通用環(huán)設(shè)計(jì),楔形量為24MM,有10塊管片組成。7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊。A1-A7連接B1B2兩塊和一個(gè)封頂F組成。詳見圖1:

      每塊管片重量在12~15t左右。

      每塊精度要求極高,而10塊拼裝精度都有嚴(yán)格要求。并且要做三環(huán)拼裝,且都有嚴(yán)格要求,要求詳見表1(單位:mm):

      在制造工藝上作了大膽的改進(jìn):

      1.側(cè)模,端模采用鉸連式翻轉(zhuǎn)開合模,使模具重量集中在底架上,這樣的設(shè)計(jì)可使模具在使用附著式振搗時(shí)由端側(cè)模和中模圍成的腔體時(shí)有更大的柔軟性。提高振動(dòng)效果。防止管片出現(xiàn)較多的氣泡,影響管片質(zhì)量。

      2.采用鉸連式設(shè)計(jì),模具打開后,更容易清模,保證再次合模的精度。

      3.端側(cè)模與中模組合時(shí)采用多組圓錐式定位銷和多組固定螺栓連接緊固。保證合模精度。

      4.中模與端模、側(cè)模接觸部分全部機(jī)加工。保證接合面的密封性和組合密度。

      5.對(duì)于端模、側(cè)模除中模外焊接完成后進(jìn)行退火除去應(yīng)力。再上機(jī)加工,確保加工后不易變形。

      6.連接盒安裝采用三維模擬設(shè)計(jì),并制作工裝進(jìn)行安裝,確保連接盒檢孔質(zhì)量。

      作了上述的工藝設(shè)計(jì)后,我們每一步工藝進(jìn)行嚴(yán)格管理,確保設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

      二、獨(dú)特的產(chǎn)品檢驗(yàn)方法

      在產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)我們?cè)O(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的檢驗(yàn)方法既增加了實(shí)用性,同時(shí)保證了檢測(cè)的精度。

      1.寬度測(cè)量,我們?cè)趥?cè)模面板上打印測(cè)量點(diǎn),在機(jī)加工時(shí)直接在側(cè)模相對(duì)應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)上打孔,打入銅柳釘,作為永久性測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)。直接用內(nèi)徑千分尺測(cè)量。確保測(cè)量點(diǎn)的同一性。使模具寬度可以作為比較。檢測(cè)寬度精度。

      2.弧長(zhǎng)測(cè)量,我們?cè)O(shè)計(jì)了一套弧形樣觀。樣規(guī)毛坯進(jìn)行應(yīng)力取除后加工,加工后上三維檢測(cè)進(jìn)行樣規(guī)校正。并將校驗(yàn)偏差刻在樣規(guī)上進(jìn)行測(cè)量修正。利用樣規(guī)和塞尺配合測(cè)量弧長(zhǎng)。詳見圖2:

      3.對(duì)于連接塊和封頂塊,由設(shè)計(jì)角規(guī)+樣規(guī)+塞尺進(jìn)行測(cè)量。用角規(guī)放入端側(cè)模的夾角內(nèi),靠緊內(nèi)表面。再用弧長(zhǎng)樣規(guī)和塞尺檢驗(yàn)。

      4.高度采用原深度干分尺檢驗(yàn)。

      三、振動(dòng)方式采用氣動(dòng)附著式振動(dòng)

      1.采用模擬設(shè)計(jì),進(jìn)行對(duì)等銷位布置,并對(duì)氣動(dòng)馬達(dá)的底座焊接進(jìn)行工藝化改造,確保氣動(dòng)馬達(dá)振動(dòng)后不脫焊且振動(dòng)效果良好。

      2.由于采用附著式振動(dòng)方式,振動(dòng)部位必須是柔性設(shè)計(jì),才能起到較好的振動(dòng)效果。

      3.氣動(dòng)馬達(dá)采用進(jìn)口專業(yè)制造廠家,意大利索馬振動(dòng)器。

      四、模具的可操作性方面

      1.由于模具大,生產(chǎn)采用流水線,所以客戶比較注重模具的操作性和勞動(dòng)強(qiáng)度。我們采用了快速開合模方法,利用正反牙絲桿傳動(dòng)開合模不僅使開合模速度加快,而且安全。每片側(cè)模重量在1.5T-2T。如果沒有正反牙絲桿傳動(dòng)。不但勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且不安全。

      2.由于模具較大。蓋板較大。操作工開啟合上比較費(fèi)力。為此,將蓋板設(shè)計(jì)成兩截。不但有效降低模具操作高度。而且在兩截之間安裝了雙向彈簧。詳見圖四。使上面一截彈簧翻轉(zhuǎn)合上輕松自如。整體采用 四根拉簧。使模具開合輕松方便。

      3.由于模具較大,設(shè)計(jì)高強(qiáng)度的底架和行走系統(tǒng)。模具和管片重量在25t左右。采用重載軸承NJ311N。安全系數(shù)在2.0以上。剛架采用方管與槽鋼焊接而成。堅(jiān)強(qiáng)耐用。保證行走系統(tǒng)的可

      靠性。

      模具在澆注三環(huán)后進(jìn)行單片和三環(huán)拼裝后檢驗(yàn),全部符合要求,一次性通過客戶驗(yàn)收合格。

      (責(zé)任編輯:趙秀娟)

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