(1)台车的设计思路。研究传统钢模台车、电动提升机、可逆带式输送机三者空间布置,要求协调统一不能有相互冲突的地方。特别是钢模台车边墙模板在就位与脱模中有一定行程,可逆胶带机与之必须相匹配,其长度要适应这种变化。研究可逆带式输送机的合理数量,对带长、带宽、带速、拉紧方式进行合理选择。研究带式输送机受料与给料接口。研究电动提升机数量,起重能力,提升平移速度。研究混凝土料斗容量,外形尺寸,下料口数量、控制方式。研究电气与液压控制工艺。
利用传统钢模台车,电动提升机,可逆胶带输送机技术组合设计成新型台车,在边墙浇筑常态混凝土,在顶拱浇筑泵送混凝土。其工作原理:常态混凝土通过自卸汽车运输到浇筑现场卸入混凝土料罐,混凝土料罐通过布置在台车顶部的两台电动提升机垂直提升至设定位置停止垂直运输,开启电动提升机水平运输控制系统将混凝土料罐水平运输至设定位置停止水平运输。打开混凝土料罐下方料门均匀地将混凝土卸入可逆胶带输送机上,再输送入缓冲溜筒,连续缓缓落入浇筑仓面。
(2)台车设计。台车结构设计的最终目的是使台车必须安全可靠、方便适用、经济合理。钢模台车虽然属于临时设施,但就重要性而言,宜按永久结构考虑,目前尚无专用规范可循。台车钢结构设计主要参照《钢结构设计规范》(GB50017),机械设计主要参考《机械设计手册》,具体进行了以下几个方面的设计:
1)钢模台车钢模板设计荷载,包括基本荷载及附加荷载。基本荷载包括设计衬砌荷载和允许超挖部分的混凝土荷载。附加荷载包括开挖时出现的局部过大超挖部分的混凝土荷载。
2)钢模板构造与设计,包括面板、拱梁、次梁、活动铰四个方面内容,必须满足相应的强度与刚度。
3)研究台车结构与机电设备,台车结构包括车架与托架,台车机械包括垂直升降机械、水平伸缩机械、调位机械及行走机械等。
带式台车主要由边顶拱墙钢模台车系统、混凝土升送系统、控制系统等组成。最大外形尺寸:长13.7m,宽14m,高19.0m,总重185t,总功率81.6kW。利用液压油缸和螺旋千斤调整模板到位。台车长度为9.1m(见图3.16和图3.17)。
(3)钢模台车各部件组成。边顶拱钢模台车系统由模板总成、门架、行走机构、侧向液压油缸、侧向支撑千斤、门架支撑千斤等组成。
模板总成:模板由一块顶模与两块边模构成横断面,边模与顶模通过铰耳轴连接。每节模板一般做成1.5m宽,由多节组合而成。纵向由6节组合而成,构成9.1m的台车长度,模板之间皆由螺栓连接。顶模上开有呈“品”字形排列的工作窗,顶部安装有与输送泵接口的注浆装置。模板板厚为10mm,各加强筋采用75mm×6mm的角钢,间距200mm。由于模板顶部受力较大,为保证模板的强度及局部不致变形,在模板中部增加弧形拱板。
托架总成:主要撑受浇铸时上部混凝土及模板的自重,它上撑模板,下部通过液压油缸和支撑千斤传力于门架。托架由两根纵梁、两根边横梁、多根中横梁及立柱组成。
平移机构:一台液压台车,平移机构前后各1套,它支撑在门架边横梁上。平移小车上的液压油缸(GE180/100-300)上与托架纵梁相连,通过油缸的收缩来调整模板的竖向定位及脱模,其调整行程为200mm;水平方向上的油缸(GE100/63 250)用来调整模板的衬砌中心与隧道中心是否对中,左右可调行程为125mm。
图3.16 带式台车横断面图(单位:m)
图3.17 带式台车纵断面图
门架总成:门架是整个台车的主要承重构件,它由横梁、立柱及纵梁通过螺栓连接而成,各横梁及立柱间通过连接梁及斜拉杆连接。整个门架保证有足够的强度、刚度和稳定性。液压台车的主要结构件由钢板焊接。门架横梁及立柱由钢板焊接成“工”字形截面;纵梁采用箱形截面;由于门架高度较高,为保证整个门架的强度、刚度和稳定性,在门架横梁与立柱之间增加了辅助斜支撑。
行走机构:液压台车主从动行走机构各两套,它们铰接在门架纵梁上。主行走机构由“Y”形电机(电机带制动)驱动一级摆线针轮减速后,再通过两级链条减速,其行走速度为8m/min,行走轮直径为300mm。
侧向液压油缸:侧向液压油缸主要是为模板脱模,同时起着支撑模板的作用,侧向油缸(GE100/63-400)根据衬砌长度选用16个油缸。
侧向螺旋千斤:安装在门架上的螺旋千斤用来支撑、调节模板位置,承受灌筑混凝土时产生的压力。(www.xing528.com)
门架支撑千斤:它连接在门架纵梁下面,台车工作时,它顶在轨道面上,承受台车和混凝土的重量,改善门架纵梁的受力条件,保证台车工作时门架的稳定。托架支撑千斤:主要为改善浇筑混凝土时托架纵梁的受力条件,保证托架的可靠和稳定。(4)混凝土入仓系统。混凝土入仓系统由卸料平台、混凝土料斗、电动提升机、提升架、可逆胶带机、缓冲溜筒等组成。
卸料平台:布置在底板上,供自卸汽车或混凝土搅拌车卸混凝土进入料斗。
混凝土料斗:由骨架、3m3料斗、下料弧门、液压电气系统组成。弧门开启采用液压电气联合自动控制,也可手动开启,2×1.5m3遥控液压混凝土料斗见图3.18,2×1.5m3遥控液压混凝土料斗主要技术参数见表3.3。
图3.18 2×1.5m3遥控液压混凝土料斗
表3.32 ×1.5m3遥控液压混凝土料斗主要技术参数表
注 液压系统性能参数:理论排量3.75L/min,工作压力7MPa,最高压力10MPa。
电动提升机:混凝土料斗垂直提升系统采用双电动提升机,电动提升机梁安装于台车顶部,选用CD1型10t电动提升机,行走额定速度8m/min,提升额定速度9m/min,低压控制箱和遥控器二合一控制,水平行走采用限位挡块及限位器限位,提升采用限位器及重锤式限位器双重限位。利用电动提升机起重电机对料斗作垂直运动,利用电动提升机行走电机对料斗作水平运动。CD110-18型电动提升机见图3.19,电动提升机主要技术参数见表3.4。
图3.19 CD110-18型电动提升机
表3.4 电动提升机主要技术参数表
提升架:2根纵梁和顶拱钢模托架组成。
可逆胶带机:布置在钢模台车顶部平台上,带宽650mm,共2条,机架尺寸为12.4m×0.95m×0.58m。主要由机架、张紧装置、从动轮装置、刮料器、皮带、缓冲装置、电动滚筒等组成。其中,混凝土输送皮带采用聚酯帆布带EP-100型,带宽650mm;电动滚筒采用YD-7.5-1.25 920 400型油浸式电动滚筒,运行功率7.5kW,带速1.25m/s。可逆胶带输送机下部布置有液压推杆以调整其机头与模板下料窗口的距离。可逆胶带机主要技术参数见表3.5。缓冲溜筒:布置在混凝土仓号内,共布置四处,顶部与可逆胶带机机头溜槽相接。
表3.5 可逆胶带机主要技术参数表
(5)控制系统。液压系统:台车液压系统采用三位四通手动换向阀进行换向,以实现油缸的伸缩。左右侧向油缸各采用三个换向阀控制两侧水平油缸的动作;四个竖向油缸各用一个换向阀控制其动作;两个小车平移油缸各用一个换向阀操作;利用双向液控单向阀对四个竖向油缸进行锁闭,防止模板下降;采用高压球阀调节油缸的运动速度。液压系统工作压力为160kg/cm2;当换向阀处于中位时,系统卸荷,防止系统发热;直回式回油滤清器和集成阀块简化了系统管路。
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