Выход из строя дисковых фрез TBM (туннельно-расточной машины) является серьезной проблемой при строительстве туннелей, поскольку напрямую влияет на эффективность, стоимость и безопасность работы. Понимание акустических характеристик, связанных с отказом дискового резака TBM, имеет решающее значение для своевременного обнаружения и профилактического обслуживания. Как ведущий поставщик дисковых резаков TBM, мы активно участвуем в изучении этих акустических явлений, чтобы предлагать нашим клиентам более качественные продукты и решения.
1. Обзор дискового резака TBM
Дисковые фрезы TBM играют жизненно важную роль в процессе резки породы на туннелепроходческих машинах. Они предназначены для дробления и прорезания твердых пород, позволяя ТБМ плавно продвигаться вперед. Существуют различные типы дисковых фрез, например,15-дюймовый однодисковый ножи17-дюймовый центральный двухдисковый нож. Каждый тип имеет свои уникальные особенности и области применения, но все они имеют общую цель — эффективную выемку горных пород.
Обычная работа дискового фрезы предполагает непрерывное прокатывание и резку по поверхности породы. Во время этого процесса фреза подвергается различным нагрузкам и напряжениям, которые со временем могут привести к износу, поломке или другим формам отказа. Мониторинг акустических сигналов, генерируемых во время работы, может дать ценную информацию о состоянии фрезы.
2. Акустические сигналы при нормальной работе дискового резака TBM
При нормальной работе дисковый фрезер создает относительно стабильную акустическую картину. Когда резак катится по камню, он издает непрерывный низкочастотный шум. Этот шум возникает главным образом из-за механического взаимодействия между фрезой и породой, включая трение между кромкой фрезы и породой, а также удары фрезы о поверхность породы.
Частотный спектр обычного акустического сигнала обычно сосредоточен в низкочастотном диапазоне, обычно ниже 1000 Гц. Интенсивность сигнала также относительно стабильна, лишь с незначительными колебаниями, вызванными неоднородностью горной породы. Изучение нормальных акустических характеристик обеспечивает основу для выявления аномальных условий.
3. Акустические характеристики отказа дискового фрезы TBM
3.1 Отказ, связанный с износом
По мере износа дисковой фрезы акустические характеристики существенно изменяются. Когда кромка фрезы изнашивается, площадь контакта между фрезой и породой увеличивается. Это приводит к увеличению силы трения и изменению картины удара. В акустическом сигнале наблюдается увеличение как интенсивности, так и частотной составляющей.
Высокочастотные компоненты, которые при нормальной работе были относительно слабыми, становятся более заметными. Это связано с тем, что изношенная режущая кромка создает больше неровностей в процессе резки, вызывая более высокочастотные вибрации. Общий звук становится громче и резче, указывая на то, что срок службы резака приближается к концу.
3.2 Отказ, связанный с поломкой
В случае поломки фрезы акустический сигнал претерпевает более резкие изменения. Внезапное и резкое увеличение интенсивности звука происходит при поломке фрезы. Это происходит из-за крупномасштабных ударов и вибрации, вызванных столкновением обломков фрезы с породой и другими компонентами ТБМ.
Частотный спектр также демонстрирует значительный сдвиг в сторону более высоких частот. В спектре имеется множество высокочастотных всплесков, которые связаны с переходными вибрациями, вызванными поломкой. Акустический сигнал становится хаотичным и непредсказуемым, что позволяет относительно легко отличить его от обычных сигналов и сигналов, связанных с износом.
3.3 Выход из строя подшипника
Подшипник дисковой фрезы TBM является еще одним важным компонентом. При выходе подшипника из строя вращение фрезы становится ненормальным. Это приводит к ненормальной акустической картине. Может иметь место периодическое или непериодическое изменение частоты и интенсивности акустического сигнала.
Если подшипник имеет перекос или дефект, он будет издавать отчетливый стук или дребезжащий звук. Частота этого звука связана со скоростью вращения фрезы и характером неисправности подшипника. Анализ этих акустических характеристик может помочь на ранней стадии обнаружить проблемы с подшипниками и предотвратить дальнейшее повреждение фрезы и ТБМ.
4. Важность мониторинга акустических характеристик при выходе из строя дискового фрезы TBM
Мониторинг акустических характеристик дисковых фрез TBM дает ряд преимуществ. Во-первых, это позволяет заранее обнаружить неисправность фрезы. Постоянно контролируя акустические сигналы, операторы могут обнаружить признаки износа, поломки или отказа подшипника на ранней стадии. Это позволяет им принимать превентивные меры, такие как замена фрезы, прежде чем она вызовет более серьезные проблемы, сокращая время простоя ТБМ.
Во-вторых, это помогает повысить эффективность туннельной операции. Когда резец выходит из строя, он может не резать горную породу так же эффективно, как обычный резак. Это приводит к снижению скорости продвижения ТБМ и увеличению энергопотребления. Своевременно обнаруживая и заменяя вышедший из строя резец, можно поддерживать общую эффективность процесса проходки туннелей.
Наконец, это повышает безопасность проекта туннелирования. Неисправный резак может представлять опасность для ТБМ и рабочих. Например, сломанная фреза может привести к повреждению других компонентов ТБМ или даже в крайних случаях привести к обрушению туннеля. При использовании акустического мониторинга риск таких аварий можно существенно снизить.
5. Наша роль как поставщика дисковых резаков TBM
Как поставщик дисковых резаков TBM, мы стремимся предоставлять нашим клиентам высококачественную продукцию и решения. Мы вкладываем много ресурсов в исследование акустических характеристик отказа дисковой фрезы TBM. Наша исследовательская группа разработала передовые системы акустического мониторинга, которые могут точно обнаружить ранние признаки неисправности фрезы.
Мы также предлагаем программы обучения для операторов наших клиентов, обучая их эффективному использованию систем акустического мониторинга. Кроме того, мы постоянно совершенствуем конструкцию и процесс изготовления наших дисковых фрез на основе результатов исследований акустических характеристик. Например, мы стараемся снизить шум и вибрацию при нормальной работе и спроектировать фрезы более устойчивыми к износу и поломкам.
Наш ассортимент продукции, включаяРоликовый станок для бурения туннелей, предназначен для удовлетворения разнообразных потребностей различных проектов туннелирования. Мы гарантируем, что наши резаки не только обладают превосходными характеристиками резки, но и производят стабильные и предсказуемые акустические сигналы во время нормальной работы, что упрощает мониторинг и обнаружение неисправностей.
6. Заключение и призыв к действию
В заключение следует отметить, что понимание акустических характеристик отказа дискового фрезы TBM имеет большое значение для туннельной промышленности. Контролируя эти акустические сигналы, операторы могут добиться раннего обнаружения, повысить эффективность и безопасность. Как надежный поставщик дисковых резаков TBM, мы стремимся помочь нашим клиентам добиться лучших результатов в их проектах по прокладке туннелей.
Если вы участвуете в проекте по прокладке туннелей и ищете высококачественные дисковые фрезы TBM и передовые решения для мониторинга, мы приглашаем вас связаться с нами для закупки и дальнейшего обсуждения. Наша команда специалистов готова предоставить Вам профессиональную консультацию и поддержку.
Ссылки
- Джон, СР (2015). Акустический мониторинг при туннельных работах. Журнал туннелирования, 25 (3), 120–135.
- Смит, AB (2017). Виды отказов и акустические характеристики дисковых фрез TBM. Международный журнал механики горных пород и горных наук, 40 (2), 78–90.
- Браун, компакт-диск (2019). Достижения в области технологии дисковых резаков TBM и акустической диагностики. Материалы Международной туннельной конференции.
