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盾构螺旋输送机轴断裂的修复方法

文章作者:Admin发布时间:2019/1/4 16:54:21浏览次数:


螺旋输送机是土压平衡盾构机排土和建立土压平衡的主要设备,安装于盾构掘进机前体底部和管片拼装机之间,其中线从前向后上扬一定角度。螺旋输送机工作时,伸入前体土仓内的螺旋轴和螺旋叶片在液压马达驱动下旋转,土仓内的渣土在螺旋轴、螺旋叶片的共同作用下,沿螺旋输送机机壳输送、提升至出土口处排出。

 

一、故障情况

1台土压平衡盾构机在盾构施工中,其螺旋输送机出现螺旋轴转速快、扭矩小、土压压力高故障,同时出现盾构机刀盘扭矩增大、排土口不出土故障。我们随即对上述故障进行排查,当排查至螺旋输送机前部观察孔时,发现螺旋输送机螺旋轴前部断裂,断裂位置距离螺旋轴前端约1.2m

 

二、结构和功能

(1)结构

该螺旋输送机为中心轴螺旋杆式结构,由圆筒状机壳、中心轴式螺旋轴和螺旋叶片3部分组成,适用于输送砂土,具有较好的抵抗土压能力,目前土压平衡盾构机大都采用这种螺旋输送机。

(2)功能

该螺旋输送机具有以下3个功能:一是将刀盘切削下的渣土从有压力的密封土仓内排出;二是渣土在螺旋输送机内输送过程中形成土塞,使土仓内的压力沿螺旋输送机衰减,以保持土仓内压力的稳定;三是通过调整螺旋输送机转速改变排土量,调节土仓内渣土的压力值,使土仓内的渣土压力与掘进面的土压力保持动态平衡。

 

三、修复方法

(1)修前准备

将螺旋输送机前部液压及电气管线断开并固定牢固后将仓门关闭,清理出维修作业空间;在螺旋轴断裂位置的机壳左、右两侧各开1个尺寸为400mm×400mm临时作业窗口;清理机壳内的泥土,直到清理至螺旋轴断裂处。

(2)初步定位

将螺旋轴往前伸出,使断裂部位露出,用临时固定钢板将2段断裂的螺旋轴点焊连接后,缩回至临时作业窗口位置,以方便焊接。

缓慢转动螺旋轴,使断裂面转至方便焊接位置后停止;用钢板垫调整螺旋叶片与机壳内径的间隙,使螺旋轴处于机壳内径中心位置后,点焊钢板垫定位。

切除螺旋轴断裂处临时固定钢板使断轴分离,并通过螺旋轴转动及伸缩,使2段断轴的断裂面吻合。吻合后调整2段断轴的同轴度,以满足技术要求。

使用钢条在螺旋轴断裂处做3道标记,在断轴上用边长为50mm的方钢焊接3道骨架,方钢长度超出螺旋轴断口100mm即可。螺旋轴初步定位方法如图2所示。

(3)断裂位置处理

2段断轴分离,清理断裂位置的耐磨层及焊缝位置,清理螺旋叶片的焊接坡口,并在螺旋轴断裂位置做出焊接坡口(坡口角度为30°、深度为80mm)

(4)最终定位

按照螺旋轴断裂处的3道标记重新定位,并再次检验2段断轴的同轴度,若不符合技术要求应进行调整,确保定位后螺旋叶片与机壳内径上、下、左、右间隙一致。

(5)对接焊

使用割枪对焊接部位预热至200°C左右;2名焊工使用型号为ER50-6的焊丝,在机壳两侧临时作业窗口同时对称进行焊接,以防止螺旋轴产生热应力变形;焊接后自然冷却。

(6)试机

检查螺旋轴焊接后的同轴度,去掉螺旋轴定位钢板及垫片,确认无误后试机。试机时螺旋输送机先进行慢速正向旋转,然后逐步加速至最大转速,观察螺旋输送机工作情况。按上述步骤检查螺旋输送机反转情况,检查螺旋输送机伸缩情况及前部闸门工作情况。试机时对照出厂标准值进行检验。螺旋输送机检验项目及出厂标准值如附表所示。

(7)其他工作

经试机无误后,对所有焊缝进行处理:在螺旋叶片焊缝两侧各焊接330mm钢板条,以提高螺旋叶片的强度;焊接螺旋轴上的3道定位骨架,以加强螺旋轴断裂部位强度;封闭机壳上的2个临时作业窗口,并恢复观察口盖板。

至此完成螺旋输送机螺旋轴断裂部位的修复工作。螺旋轴修复后,该土压平衡盾构机试施工时故障消失,随后正式投入盾构施工。

 

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