摘 要：本文通過(guò)分析盾構(gòu)機(jī)用螺旋輸送機(jī)葉片與筒體之間的間隙，對(duì)地下水涌出及葉片裝配時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，以及渣土對(duì)葉片不同位置磨損程度的大小，論述了葉片在制造過(guò)程中需要注意的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：螺旋輸送機(jī)葉片；間隙；磨損

隨著城市的現(xiàn)代化建設(shè)提速，人們對(duì)地鐵的需求將會(huì)越來(lái)越高，隨之，城市地鐵建設(shè)所使用的盾構(gòu)機(jī)就顯得尤為重要了。螺旋輸送機(jī)做為盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)里的重要組成部件之一，其葉片的設(shè)計(jì)與制造將直接影響到螺旋機(jī)的使用性能，本文通過(guò)分析螺旋機(jī)的工作原理及使用工況，結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程，闡述了螺旋機(jī)葉片在制造時(shí)的要點(diǎn)。

1 螺旋機(jī)葉片的制造要點(diǎn)

一般6米系列直徑的盾構(gòu)機(jī)，其螺旋機(jī)排土量能力在300m3/h，筒體內(nèi)徑為φ800mm。以此為例，螺旋機(jī)葉片的直徑為φ795mm，直徑方向上與筒體的間隙只有5mm。在施工中，螺旋機(jī)排泄渣土是由于土倉(cāng)壓力作用于進(jìn)渣口，靠土壓與葉片旋轉(zhuǎn)雙作用將渣土排出，這兩點(diǎn)對(duì)排土量的大小均有直接關(guān)系。所以，如果葉片與筒體間隙過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致螺旋機(jī)葉片的阻尼作用降低，滲透性增強(qiáng)，一旦遇到富水地層，土壓會(huì)把大量地下水?dāng)D到間隙中，間隙中的渣土被地下水沖走，從而導(dǎo)致出渣量下降，出水量增加，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量；如果間隙過(guò)小，當(dāng)葉片裝入筒體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，葉片靠自重不能裝入，需借助倒鏈等工具裝配，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)裝不進(jìn)去的情況，還會(huì)導(dǎo)致螺旋機(jī)運(yùn)行時(shí)扭矩升高，運(yùn)行噪音大等問(wèn)題，所以保證葉片直徑是非常重要的。

葉片制作時(shí)，通常我們用油壓機(jī)連接胎具，采用分段壓制成型的方法 ， 如圖1，葉片分段用胎具壓制。

在壓制過(guò)程中，要保證外徑大于我們所需的尺寸φ795mm，螺距偏差滿足±5mm。然后將分段預(yù)制好的葉片焊接在軸上，由于葉片工作環(huán)境惡劣，我們需要對(duì)所有焊縫表面進(jìn)行探傷檢驗(yàn)。

為了保證螺旋機(jī)直徑的精度，傳統(tǒng)的方法是采用臥式車床進(jìn)行車削處理，此種加工方法成本高，效率低，裝夾困難?，F(xiàn)只需制作一套工裝，如圖2，制作好的葉片可利用軌道小車跑直線與螺旋機(jī)葉片同步旋轉(zhuǎn)的方法進(jìn)行圓周切割加工外圓，保證產(chǎn)品的精度要求，此種方法能嚴(yán)格的控制葉片直徑的偏差，是補(bǔ)償葉片壓制成型、焊接變形尺寸超差的重要環(huán)節(jié)，并且，具有簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

螺旋機(jī)葉片裝配好后，我們需要通過(guò)對(duì)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)扭矩的監(jiān)測(cè)，來(lái)檢驗(yàn)葉片制作的是否符合要求，根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，空載扭矩維持在1200-2000N.M為適合，扭矩最大不允許超過(guò)2500N.M，如果超過(guò)了，說(shuō)明有個(gè)別地方葉片直徑超差，造成與筒壁間隙過(guò)小，摩擦力增大。此時(shí)，可連續(xù)讓葉片高速旋轉(zhuǎn)10分鐘，然后將葉片拆下，檢查葉片磨損最嚴(yán)重的地方，此處應(yīng)為造成扭矩升高的直接原因，采用火焰切割的方法進(jìn)行修整，直至扭矩符合要求為止。

2 螺旋機(jī)葉片耐磨堆焊的要點(diǎn)

螺旋機(jī)在盾構(gòu)機(jī)中的使用工況，如圖3，可知當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中，葉片是在土倉(cāng)中旋轉(zhuǎn)的，由此可見，土倉(cāng)內(nèi)渣土對(duì)于葉片不斷的進(jìn)行磨損，所以，對(duì)于漏在土倉(cāng)外側(cè)的這一段需要我們做耐磨處理。渣土在剛剛進(jìn)入螺旋機(jī)筒體的時(shí)候，由于是在發(fā)散狀態(tài)到聚攏狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，此處也會(huì)有較大的磨損，所以，在筒體前段及其所包含的葉片部分磨損是十分嚴(yán)重的。如果不采取有效的辦法，一旦在施工過(guò)程中磨損過(guò)度，會(huì)大大影響螺旋機(jī)的性能參數(shù)，降低排土量，從而影響整個(gè)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度。為了解決此問(wèn)題，最經(jīng)濟(jì)的辦法是采用耐磨堆焊的方法，在葉片的外部及葉片面板，堆焊厚度約5mm，網(wǎng)狀耐磨層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)焊道呈正負(fù)45°交叉形狀，遇渣土磨損時(shí)可有效緩沖摩擦力，并有較好的耐磨效果，又節(jié)省堆焊材料。

3 結(jié)語(yǔ)

螺旋機(jī)葉片的制做是整個(gè)螺旋機(jī)制造中關(guān)鍵的一環(huán)，葉片制造的好壞，會(huì)直接影響螺旋機(jī)的排土量、透水性、扭矩等重要參數(shù)，如果處理不當(dāng)，將直接影響隧道施工中盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度。

根據(jù)現(xiàn)有情況的分析以及現(xiàn)場(chǎng)使用情況的反饋，如能按以上的制做要點(diǎn)嚴(yán)格執(zhí)行，控制好重要的環(huán)節(jié)，對(duì)于螺旋機(jī)葉片的質(zhì)量以及穩(wěn)定的運(yùn)行具有重要意義。

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作者簡(jiǎn)介：

張麗麗（1984-），女，漢族，河北秦皇島人，本科，機(jī)械工程師，研究方向：工程機(jī)械及隧道掘進(jìn)設(shè)備，從事的工作：機(jī)械工程師。