隧道掘进机是如何转弯的? 隧道掘进机(TBM)转弯是一个较为复杂的过程,主要通过以下几种方式来实现:
1、调整推进油缸的推力
- 隧道掘进机的机身周围布置有多个推进油缸。在需要转弯时,通过改变不同位置推进油缸的推力大小来实现机身的转向。例如,如果希望掘进机向左转弯,就可以适当减小右侧推进油缸的推力,同时增大左侧推进油缸的推力。这样,机器在向前推进时就会产生一个向左的转向力矩,从而实现转弯。
- 这种方式类似于汽车通过差速器实现转弯。不同的是,掘进机是通过精确控制每个推进油缸的压力来改变推进力的分布,而且由于掘进机体型巨大、工作环境特殊,对控制精度的要求极高。
2、利用护盾与围岩之间的摩擦力
- 护盾式隧道掘进机的护盾与周围岩石(围岩)有一定的接触。在转弯过程中,可以利用护盾和围岩之间的摩擦力来辅助转弯。当调整推进油缸的推力使掘进机产生转向趋势时,护盾与围岩之间的摩擦力可以帮助稳定机身,同时也能够在一定程度上引导掘进机按照期望的方向转弯。
- 不过,这种摩擦力的利用需要充分考虑围岩的性质。如果围岩比较脆弱,可能无法提供足够的摩擦力,甚至可能因过大的压力导致围岩坍塌;而如果围岩过于坚硬,又可能会对护盾造成较大的磨损。
3、刀盘的偏斜控制
- 掘进机的刀盘在挖掘过程中起着关键作用。一些先进的隧道掘进机可以对刀盘进行微小的偏斜控制。通过调整刀盘的角度,使刀盘在挖掘时产生一个侧向的分力,从而推动掘进机转弯。
- 但是,刀盘偏斜控制需要精密的传感器和控制系统。因为刀盘的主要功能是破碎岩石,如果偏斜角度过大或控制不当,不仅会影响转弯效果,还可能导致刀盘受力不均,加速刀盘刀具的磨损,甚至损坏刀盘。