基于Herschel-Bulkley流变模型的 盾构螺旋输送机保压性能

为准确预测土压平衡式盾构螺旋输送机的保压性能,假定渣土为黏塑性流体材料,对螺旋输送机的进出口压差进行了理论分析,从能量转化的角度解释了保压能力的来源.采用计算流体力学模拟方法对螺旋输送机内渣土的运输进行了定常流计算,其中Herschel-Bulkley模型用于描述渣土材料的流变行为,且运用多重参考系法充分考虑了螺旋叶片的旋转作用,得到了渣土流变参数及螺旋输送机工作参数对保压性能的影响规律,并将模拟结果与室内模型试验结果进行了对比.研究表明:渣土的屈服应力、黏度指数及幂律指数越大,螺旋输送机保压性能越优异,其中黏度指数及幂律指数的影响较为明显;螺旋输送机机械能损失量与螺旋转速和出渣效率基本成正比,转速越快,出渣效率越高,则保压性能越优异,可用二元线性回归模型估测机械能损失量与螺旋转速和出渣效率之间的关系;模拟结果与试验结果的趋势基本一致,Herschel-Bulkley流变模型用于计算螺旋输送机保压性能基本可靠,但模拟结果对保压性能的预估偏保守.基于数值计算结果,提出了螺旋输送机保压性能的优化流程.     

浅议小松盾构机与海瑞克盾构机在小～新区间掘进性能差异

广州地铁四号线小～新区间左、右线分别采用小松盾构机和海瑞克盾构机施工,本文分别从“刀盘与刀具、盾构尾刷以及螺旋输送机”等结构设计不同特点,来阐述海瑞克盾构机综合性能优于小松盾构机,并对小松盾构机提出了几点改良建议。     

基于前馈-反馈复合控制的盾构土压平衡控制

为使盾构土压平衡控制系统既有较高的土压力控制精度又能及时消除推进速度波动对土压力产生的干扰,在现有土压平衡控制系统基础上,提出基于推进速度前馈-密封舱压力反馈的土压平衡控制系统.建立密封舱土压力数学模型,根据模型描述的推进速度、螺旋输送机转速和密封舱土压力之间的关系,通过推进速度前馈环节得到螺旋输送机转速相应的改变量,在推进速度波动对密封舱压力造成干扰之前进行补偿.同时,系统中的土压力反馈环节可以进一步消除其他干扰因素造成的土压力控制误差,提高系统稳态精度.利用在盾构实验台上采集的实验数据进行对比分析计算,验证土压力产生机理模型的有效性.结果表明,在前馈-反馈土压平衡控制系统中推进速度改变后螺旋输送机马达转速的响应时间约为0.5 s,而在反馈系统中约为2.5 s,前馈-反馈系统土压力控制最大相对误差为1.54％,而反馈系统为6.52％,因此证明当推进速度波动时,采用前馈-反馈控制的土压平衡控制系统具有更好的性能.     

Φ6250土压平衡盾构机出渣能力设计计算

简要介绍了土压平衡盾构的排渣系统,指出了保持其土仓压力平衡的重要性。并以太重Φ6250土压平衡盾构机为考察依据,对该盾构机的螺旋输送机的排渣能力和皮带运输机的运输能力进行了设计核算。     

基于EDEM的螺旋输送机关键零部件的优化

为实现螺旋输送机螺旋体的优化,以螺旋输送机关键零部件(螺旋体)的叶片形状、螺距和轴径三因素为参数变量,以仿真运行结束时螺旋输送机内部剩余颗粒数目为实验指标,利用EDEM软件进行正交仿真实验分析。结果表明:螺距对水平螺旋传送机的输送能力影响最大,其次叶片形状,轴径影响最小;叶片形状为带式,轴径为50 mm,螺距为260 mm的螺旋输送机的输送能力最好。研究结论可为提高螺旋输送机关键零部件的优化提供理论依据和参考。     

土压平衡式盾构机的组成及工作原理

本文详细论述了各系统基本控制原理和系统之间的联系。盾构中PLC起了很关键性的作用,每个电机的启动,各个控制柜内PLC模块的通讯和每个放大板的正常工作,都离不开PLC。挖掘切削功能的刀盘是整台盾构的主体,刀盘决定了盾构机掘进的快慢。螺旋输送机决定了盾构机的排渣能力。管片安装机性能决定了安装能力。推进系统是要给刀盘一个推进力,是直接影响掘进速度的一个因素,油脂系统的作用是润滑主轴承,盾尾密封,轴承密封。每个系统都是相互联系的。     

螺旋输送机设计方案浅析

设计对已在各大化工厂中广泛应用的螺旋输送机进行结构优化改进,对螺旋输送机传统的结构设计方法提出新的见解,以满足化工行业中对有腐蚀性的化学物料进行输送的任务,达到密封的长距离的连续输送的要求。     

基于TCP流稳定螺旋涡的垂直螺旋输送机的设计方法

针对垂直螺旋输送机中的气固两相流进行了研究,分析了颗粒圆周速度在径向方向上的分布函数,并从颗粒流的螺旋升角、涡量入手,结合理论分析与EDEM+FLUENT仿真分析,研究垂直螺旋输送机中形成TCP流稳定螺旋涡的最佳填充率、最佳螺旋转速和临界雷诺数,推导出不同摩擦因数下的临界雷诺数公式和最佳输送量公式,从而得出一种高效的基于TCP流稳定螺旋涡的垂直螺旋输送机的设计方法,该方法使垂直输送机输送量提高了约20%.      

可弯曲螺旋输送机简介及其设计计算实例

本文根据可弯曲螺旋输送机样机的设计及主要部件的选用,与GX型螺旋输送机进行了成本分析及比较,从而显示了可弯曲螺旋输送机的造价低赚,可取得一定的经济效益。 同时本文介绍了可弯曲螺旋输送机的几种典型的布置形式的计算方法,并对有关系数的选取提出了建议     

螺旋输送机在聚合物分散装置中的应用

以聚合物分散装置中的螺旋输送机设计为例,简要介绍了螺旋输送机的结构、工作原理、设计方法以及在聚合物分散装置中的实际应用。阐明了聚合物干粉输送用螺旋输送机设计原则的选择。     

沥青混合料离析率仿真方法及转运车模型试验研究

在分析沥青混合料转运车的工作原理及作用的基础上,研究了用于预测沥青混合料在转运车螺旋搅拌器中的离析率的神经网络RBF(Radial Basis Function)算法,并进行了仿真计算．根据相似理论,设计了转运车模型,试验揭示了螺旋搅拌器结构参数对改善沥青混合料离析程度的影响．实验数据仿真结果误差分析表明,RBF算法可对沥青混合料在转运车螺旋搅拌器中的离析率进行预测,为沥青混合料转运车的设计与开发提供了理论依据．     

基于计算流体动力学的盾构刀盘开挖面土体分析

针对土压平衡盾构掘进过程中土体、刀盘及土舱控制等复杂的耦合作用关系,利用经改良的切削渣土的"塑性流变状态",建立了包括土体、刀盘、土舱和螺旋输送机在内的CFD模型,研究了刀盘开口率和埋深等因素对刀盘开挖面土体压力及速度分布规律的影响.建立了土体压力及其速度分布的拟合数学模型,揭示了刀盘拓扑结构特征对掘进过程的重要影响.利用实际工程掘进数据对比验证了CFD模型计算结果的正确性与方法的可行性,可对高效、稳定掘进的刀盘拓扑结构的优化设计提供分析支持.     

螺旋卸船机多头螺旋垂直提升的研究

对多头螺旋卸船机的提升机理进行探讨，通过对所输送的散体物料的四种典型分布状态的分析，得到了物料的力学模型和求解方法，给出了输送效率和生产率的设计曲线，文中对双头与单头螺旋输送机的参数关系进行了比较，得到的结果是两者有很大差别，多头螺旋垂直输送机应按具体的参数设计。     

The scheme design for the earth pressure balance shield cutterhead structure

The earth pressure balance （EPB） shield cutterhead structure, which features an opening ratio and opening distribution as a core, seriously affects tunneling stability and tunneling efficiency. This paper presents a new model for the soil using visco-plastic fluid theory, and then introduces the model into the computational-fluiddynamics model to comprehensively analyze the cutterhead structure, which consists of the soil, the cutterhead, the working chamber, and the screw conveyor. Based on this model, the stability situation and tunneling perfor- mance of multiple schemes of the cutting head structure are analyzed by changing the opening ratio and the opening distribution on the cutterhead. In this study, a new method for design and analysis of the EPB-shield cutterhead structure is proposed that fits changes in geologic conditions. The results will be helpful for engineers and manufacturers of more efficient machines and for carrying out tunneling projects with more stable EPB-shield cutterheads, and it will reduce the influences of changing geologic conditions during all stages of tunnel construction.     

复合地层土压平衡盾构刀盘掘进参数

土压平衡盾构在复合地层中掘进时常出现推力和扭矩波动幅度过大的问题,为了研究盾构机在复合地层中刀盘受力特点,基于扩展模型建立了不同类型全刀盘掘土数值模型,研究了全刀盘Mises应力以及推力和扭矩的变化规律,验证了数值计算结果的合理性。基于室内土压平衡盾构掘进试验,研究了盾构机掘进参数在不同地层中的变化规律。研究结果表明,随着刀盘推进深度增加,各类刀盘Mises应力最大值呈增加的趋势。各类地层全刀盘掘进模型的推力及扭矩计算误差均未超过10%,利用扩展Drucker-Prager模型所建立的全刀盘掘进模型是合理的。土压平衡盾构掘进模型试验表明,随着中风化泥质粉砂岩地层占比逐渐增大,盾构机推力有增大的趋势;盾构刀盘扭矩先增大后减小,最后趋于稳定;出土器扭矩变化不明显。整个推进过程中盾构机推力变化范围为6.0～7.7 kN,扭矩变化范围为773.4～1 195.8 N·m,出土器扭矩变化范围为32.5～104 N·m。     

CS型齿索式输粉机的应用与改进

采用国内目前先进的CS型齿索式输粉机替换了原用的旧式螺旋输粉机，结合本厂实际对该机进一步改进和完善，提高了经济效益。     

双层皮带机防雨罩流场和粉尘浓度场分析

上层运煤下层运粉煤灰的双层皮带机比常规单层皮带机高度增加，为了确定双层皮带机防雨罩的最适高度，防止在17 m/s强侧风环境下粉尘泄露污染环境，以气固两相流理论为基础，运用Fluent软件分别在有无强侧风的条件下，对双层皮带机的防雨罩内流场和粉尘浓度场的分布进行数值模拟。计算结果表明，强侧风会强化双层皮带之间形成的流动漩涡，从而可能导致粉煤灰被吹动，当侧风速度为17 m/s时不会导致形成的漩涡强度过大，粉煤灰不会被吹到罩外。有侧风时防雨罩顶部会出现非常高流速（高达55 m/s）的风，在对其进行强度设计时必须考虑由于强风冲击造成的受力。有侧风时防雨罩内粉尘浓度最大位置出现在运煤皮带和煤堆交界处，其次是运粉煤灰皮带和粉煤灰堆交界处，当侧风速度为17 m/s时，防雨罩外部空间的粉尘浓度均小于4×10^-6 kg/m³，满足《煤矿安全规程》的要求。