全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)開發(fā)研制

【摘要】全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)通過和全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM的緊密配合，采用儲帶裝置在運(yùn)行過程中連續(xù)、緩慢的放出膠帶，同時由尾部連續(xù)轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)不停機(jī)連續(xù)延伸輸送機(jī)機(jī)架，從而實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的連續(xù)輸送，使廢渣從隧道內(nèi)連續(xù)不斷的排出。

【關(guān)鍵詞】優(yōu)點(diǎn)；頭部卸載支架；驅(qū)動單元；卷帶裝置；硫化平臺；直線段托輥組；儲帶裝置；連續(xù)轉(zhuǎn)換裝置；尾部受料裝置

一、引言

1.1全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)作為全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM施工的輔助設(shè)備，已在國內(nèi)外的地鐵、隧道等全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM施工現(xiàn)場廣泛應(yīng)用。美國80%長隧道工程項(xiàng)目都采用膠帶輸送機(jī)出碴。在歐州，特別是近些年來，長、大隧道也大都采用膠帶輸送機(jī)出碴。國內(nèi)市場對全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)產(chǎn)品也有很大需求，每年需求總量140億左右。

1.2隨著國內(nèi)外公司設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)手段的不斷進(jìn)步，全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的人工渣車排渣的方式，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

1）無需等待渣車，可以獲得較高的利用率，因而可取得更快的掘進(jìn)速度

2）需要較少的施工人員和較低的勞動強(qiáng)度

3）沒有重載機(jī)車所產(chǎn)生的污染，降低了對通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管的要求

4）可以在渣車所不能的更大的傾斜條件下運(yùn)輸

5）洞外不需要翻車卸渣機(jī)

6）具有對不同直徑隧道工程的廣泛適應(yīng)性

7）連續(xù)皮帶運(yùn)機(jī)系統(tǒng)可重復(fù)使用

鑒于以上2點(diǎn)，全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)在國內(nèi)、國際市場的競爭非常激烈，其關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)研制已到了刻不容緩的地步，盡快擁有國內(nèi)自主產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，對于確保國內(nèi)帶式輸送機(jī)領(lǐng)域進(jìn)一步得到擴(kuò)展；減少進(jìn)口；節(jié)約投資；同時對開拓國際市場都具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

二、全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)概述

全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)主要由頭部卸載支架、驅(qū)動單元、卷帶裝置、硫化平臺、直線段托輥組、儲帶裝置、尾部連續(xù)轉(zhuǎn)換裝置、尾部受料裝置、膠帶等組成（見圖1）。

2.1頭部卸載支架

頭部卸載支架是用于支承滾筒、漏斗、護(hù)罩及承受輸送帶張力的裝置，本機(jī)卸載支架采用了探頭的形式，此形式具有物料轉(zhuǎn)載方便、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單方便的特點(diǎn)。

2.2驅(qū)動單元

驅(qū)動單元是全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)的動力部分，它主要由變頻器、變頻電動機(jī)、帶制動輪的梅花聯(lián)軸器、制動器、齒輪箱和驅(qū)動裝置架等組成（見圖2）。變頻電機(jī)是驅(qū)動單元的動力來源，全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)通過變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)無級變速，滿足不同工況對速度的需要，電機(jī)帶測速編碼器，能準(zhǔn)確的測出膠帶機(jī)每一個時間點(diǎn)的速度。同時全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)為減小使用空間而采用空心軸減速器，機(jī)架采用懸浮單點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)，能很好的解決安裝誤差和檢修的困難。

2.3卷帶裝置

由于全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)隨著全斷面掘進(jìn)機(jī)的深入而不斷的延伸，

故設(shè)計(jì)了卷帶裝置，具體由驅(qū)動裝置單元、膠帶卷盤、主動連接座、手動釋放座等組成（見圖3）。該裝置放在頭部驅(qū)動單元后面，其上部設(shè)有能沿卷筒軸方向的卷帶芯軸，使用時把整卷輸送帶安裝在芯軸上，通過驅(qū)動單元的驅(qū)動使膠帶沿膠帶機(jī)運(yùn)行方向上緩慢放出，從而達(dá)到延長膠帶的作用。該裝置具有運(yùn)行平穩(wěn)、卷帶勻速、壽命較長、安裝方便、受力穩(wěn)定、占地空間小等特點(diǎn)。此裝置可以快速的搭接膠帶，減少停機(jī)時間，提高工作效率，加速整個工程進(jìn)度。

2.4硫化平臺

全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)需要的是連續(xù)、快速、不間斷的輸送廢渣，故在儲帶倉膠帶全被放出后，需要從新往儲帶倉內(nèi)加入膠帶，為了能快速的硫化膠帶，從而設(shè)計(jì)了硫化平臺，使膠帶硫化更加迅速、方便（見圖4）。

2.5直線段托輥組

全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)直線段托輥組的數(shù)量在整機(jī)中占有很大的比例，在隧道中運(yùn)行不能占用檢修車道，只能在隧道的側(cè)壁上，同時還得不妨礙其他設(shè)備運(yùn)行，故采用圖5結(jié)構(gòu)在隧道側(cè)壁上現(xiàn)場打膨脹螺栓固定支撐架，解決了隧道內(nèi)空間小、設(shè)備干涉的問題。同時上下托輥組采用快速組裝、拆卸的卡扣形式，為安裝節(jié)省了一定時間和便利。

2.6儲帶裝置

全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)需要的是連續(xù)、快速、不間斷的輸送廢渣，故在設(shè)計(jì)皮帶機(jī)時設(shè)計(jì)了一套儲帶裝置，該裝置由變頻絞車系統(tǒng)、改向繩輪、游動小車、拖帶小車、儲帶倉架、改向滾筒、固定小車組成（見圖6）；儲帶裝置最大能存儲600米膠帶，從而使皮帶機(jī)能連續(xù)運(yùn)行300米而不用停機(jī)，該儲帶裝置占地空間小、反應(yīng)迅速，在頭部與硫化平臺銜接，能很好的、迅速的完成儲帶、放帶的功能。

2.7連續(xù)轉(zhuǎn)換裝置

全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)需要的是連續(xù)、快速、不間斷的輸送廢渣，故在設(shè)計(jì)皮帶機(jī)時在尾部設(shè)計(jì)了一套連續(xù)轉(zhuǎn)換裝置，該裝置由液壓缸、滾筒、連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)換裝置支架組成（見圖7）；該裝置能在皮帶機(jī)不用停機(jī)的工況下，把直線段托輥組和托輥支架連續(xù)的搭接到皮帶機(jī)延長段，能實(shí)現(xiàn)一邊輸送廢渣一邊延長膠帶機(jī)的目的，該設(shè)備安裝在全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM上，和全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM一起運(yùn)行。

2.8尾部受料裝置

全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)采用了尾部受料裝置，該裝置由V型清掃器、吊桿、緩沖床、導(dǎo)料擋板、尾部受料裝置支架、尾部滾筒等組成（見圖8）；該裝置能很好的起到物料的緩沖作用，防止物料對膠帶的損傷，同時也對物料起到導(dǎo)向作用，防止物料的飛濺，出現(xiàn)撒料情況，該設(shè)備安裝在全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM上，和全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM一起運(yùn)行。

三、結(jié)論

當(dāng)今隨著在鐵路建設(shè)、公路建設(shè)、水利建設(shè)、地鐵建設(shè)等項(xiàng)目大量采用全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM進(jìn)行采掘，且大有推而廣之之趨勢；與之相配套的全斷面掘進(jìn)機(jī)TBM排渣用膠帶輸送機(jī)在國內(nèi)、國外市場使用空間非常廣闊，開發(fā)應(yīng)用前景十分樂觀。

參考文獻(xiàn)

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