Щиты с роторным исполнительным органом
Данные конструкции получили наибольшее распространение среди механизированных проходческих щитов [1].
Основные преимущества:
- широкая область применения;
- возможность, при необходимости, закрытия забоя;
- сплошное разрушение грунтового массива по всему сечению забоя;
- регулирование скорости вращения и усилий подачи ротора на забой с целью оптимального режима разработки грунтов;
- относительно высокие скорости проходки тоннелей.
Основные недостатки:
- сложность конструкции исполнительного органа;
- большая масса исполнительного органа;
- трудность замены режущего инструмента;
- относительно большая мощность двигателей исполнительного органа;
- наличие крутящего момента и напорного усилия.
Щиты с плоской или винтовой планшайбой предназначены для строительства тоннелей в песках, лессах, супесчаных, суглинистых, глинистых и других грунтах с коэффициентом крепости 0,5 < f < 1,2.
Щиты с “лучами” на которые крепятся стержневые резцы либо шарошки применяются в грунтах с коэффициентом крепости f > 1.
На рис. 6.1.1 представлена конструкция исполнительного органа Ленинградского щита.
Ротор вращается на центральном валу со скоростью 2,93 об/мин. На четырех лучах 1 закреплены резцедержатели 5,7,8,11 на которые установлены резцы 4. Целики грунта между прорезями, выполненными резцами разрушаются скалывателями 6. Центральная часть забоя разрушается так же резцами закрепленными на резцедержателях 10, смонтированных на диске 9. Общее число резцов - 91 шт. Оконтуривание забоя производится копир-резцом 12. На сегментах 2 закреплено двенадцать ковшей 3, предназначенных для уборки разработанных грунтов.
Основные технические характеристики щитов с роторным исполнительным органом представлены в табл. 7.1.1
Таблица 7.1.1
| Показатели | Щиты и комплексы | ||||
| ПЩМ-5.6; КТ-5.6 | ЩН‑1М; КМ‑24М | ММЩ‑1; ТЩБ-3 | Киевский | ЩМР; КМ‑24‑0 | |
| Диаметр щита без накладок, мм | 5 630 | 5 624 | 5 624 | 5 670 | 5 640 |
| Длина щита без козырьков, мм | 5 780 | 4 620 | 4 510 | 4 500 | 5 390 |
| Коэффициент крепости разрабатываемых пород (f) | 0,5 ÷ 3 | 0,5 ÷ 3 | 0,8 ÷ 8 | 0,5 ÷ 1,2 | 0,5 ÷ 3 |
| Величина выдвижения исполнительного органа, мм | |||||
| Домкраты выдвижения: | |||||
| число | |||||
| общее усилие, тс | |||||
| Установленная мощность двигателей машин и механизмов щита, кВт | |||||
| Техническая скорость строительства тоннеля при благоприятных горно-геологических условиях, м/смен | 7,0 | 2,3 | 2,1 | 3,8 | 5,8 |
| Щитовые домкраты: | |||||
| число | |||||
| максимальное общее усилие, тс | 1 900 | 1 600 | 1 700 | 1 120 | 1 600 |
| ход щитового домкрата, мм | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 200 |
| Масса щита, т | 154,7 | ||||
| Тип органа погрузки | Ковши на роторе | Ковши на роторе | Лопасти-подборщики на роторе | Лопасти на роторе | Лопасти на роторе |
| Ширина кольца крепи (заходка), мм | 1 000 | 1 000 | 1 000 | 1 000 |
6.2. Щиты с планетарным исполнительным органом
Щиты с планетарным исполнительным органом использовались в основном для строительства перегонных тоннелей метрополитенов [1].
Данные конструкции предназначены для строительства тоннелей в сухих и плотных суглинках, глинах, мергелях и глинистых сланцах с коэффициентом крепости грунта 1 < f < (5 – 6). Нижний предел коэффициента крепости определяется необходимостью иметь устойчивый забой, верхний возможностью стержневых резцов к разработке грунтов.
Число дисков обычно колеблется от двух до шести, количество резцов на дисках от шести до восемнадцати.
На рис. 6.2.1 представлена конструкция исполнительного органа Ленинградского щита.
На четырехлучевом водиле 14 вращаются шесть дисков, четыре периферийных 15 и два промежуточных 16. Водило и диски вращаются в противоположных направлениях. Вращение передается от электродвигателя 10 системой передач на зубчатое колесо 3, которое вращает внутренние и наружные диски шестернями 4, 5 и 6. Траектория движения резцов – гипоциклоидальная. Разработанные грунты убираются ковшами 19, закрепленными на кольце18, поднимаются в верхнюю область щита и через проем попадают в лоток 8, конвейер 9 и лоток 11. Забой оконтуривается копир-резцом 17. Элементы сборной обделки 7 монтируются крепеукладчиком 13. Платформа 2 с оборудованием перемещается домкратом 12. Щит перемещается вперед при помощи щитовых домкратов 1.