清渣胶带机胶带宽度为400 mm,总长3 692 mm,运行速度约0.5 m/s,驱动滚直径160 mm,胶带机采用链条悬挂式安装。施工过程中,总有部分残渣贴附在洞壁并遗落到护盾后方,这些残渣需用清渣小胶带机输送到底护盾前方,然后经1#、2#、3#胶带机出碴,否则就会给后续仰拱铺设工作造成很大的困难,影响施工进度。原有清渣胶带机采用电机驱动,由于其工作在多水的环境中,经常会因为电机进水或受潮而导致停机,给TBM掘进机施工造成障碍,也大大增加了清渣的工作量。
改进办法是,将清渣胶带机电机驱动改为液压马达驱动,利用TBM掘进机原有的液压系统即可。为避免污染,可在液压马达回油管路中加装回油滤芯进行有效的过滤。
原装电机功率1.5 kW,电机转速n=1 500 r/min,联轴器效率η=0.97,减速机速比为25∶1,减速机效率η=0.96。
减速机输出轴功率N1=1.5×0.97×0.96=1.397 kW
减速机输出转速n1=1 500×1/25=60 r/min
输出扭矩M1=97 500×(N1/n1)=2 270.1 kg?cm=222.5 N?m
改为液压马达驱动后,马达驱动功率为4.8 kW,额定转速n=1 800 r/min,减速机速比25∶1,减速机效率η 1=0.85,联轴器效率η 2=0.97
减速机输出轴功率N 2=4.8×0.97×0.85=3.958 kW
减速机输出转速n 2=1 800×1/25=72 r/min
输出扭矩M2=97 500×(N 2/n 2)=5 359.8 kg?cm=525.3 N?m
因M2大于M1,所以电机驱动改为液压马达驱动是可行的。
实际操作过程中,应注意:因小胶带机经常在10 m的范围内移动,故整机质量不应超过450 kg,在洞内无吊装
机械的情况下用人工可以方便地安装或移动;保证小胶带机的密封性能良好,防止因洞内灰尘、水分及油污的含量过高而受到侵蚀,并须在小胶带机回油路中装回油滤芯以避免整机液压系统受到污染;保证所选液压部件的可靠性和良好的维修性,通过调节液压系统的流量可以调节胶带的转速;应在传动件的位置设置润滑及保护装置,保证运转部件的良好润滑,以提高设备的使用寿命;在结构上,选用桁架结构制造,在保证整机强度的条件下降低整机质量(加工后的整机质量约为400 kg)。
改进后,加工一台胶带机仅为1.96万元,既节约了资金,又避免了因供货期的延长而耽误施工,同时还提高了设备运行的可靠性。
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