Tijdens het tunnelproces van een schildmachine heeft de snijkop een continue toevoer van verschillende media nodig-zoals slurry, schuim, hydraulische olie en afdichtingsvet- om de spoel-, koeling-, smerings- en afdichtingsfuncties te behouden. Gegeven het feit dat de snijkop voortdurend 360 graden draait, hoe kunnen deze diverse media op betrouwbare wijze van het stationaire uiteinde naar het roterende uiteinde worden getransporteerd? Het antwoord ligt in de roterende verbinding met grote-boring en meerdere-doorgangen.
I. Structurele positionering: het cruciale verbindingsonderdeel achter de snijkop
Ditroterende verbindingwordt doorgaans in het midden of aan de achterkant van de hoofdaandrijving geïnstalleerd; het roterende gedeelte is star gekoppeld aan de aandrijfflens van de snijkop. Terwijl de snijkop draait, roteren de onafhankelijke interne doorgangen binnen de verbinding synchroon, waardoor verschillende media afzonderlijk worden getransporteerd zonder kruisbesmetting- of lekkage. Het aantal doorgangen kan worden aangepast om te voldoen aan de specifieke functionele eisen van de schildmachine, waarbij 6 tot 12 doorgangen de meest voorkomende configuratie is.
II. Grote boring: prioriteit geven aan stroomsnelheid boven "snelheid"
Voor grootschalige schildmachines- (bijvoorbeeld machines met een diameter groter dan 12 meter) is het volume aan media dat nodig is voor het spoelen en koelen van de snijkop aanzienlijk. Het primaire doel van het ontwerp met grote-boring-waarbij de centrale boringdiameter DN300 of zelfs groter kan worden-is het minimaliseren van de stromingsweerstand en het garanderen van een adequate stroomsnelheid. Dit garandeert dat slurry en schuim snel op het snijvlak van de snijkop worden afgeleverd, waardoor de vorming van modderkoekjes wordt voorkomen en oververhitting van de snijkop wordt vermeden.
III. Ontwerp met meerdere- segmenten: gedreven door technische beperkingen, waardoor onderhoudsgemak mogelijk wordt
Roterende verbindingen die in schildmachines worden gebruikt, hebben een langwerpig profiel (lengtes van 3 tot 5 meter); bijgevolg levert een monolithische structuur uit één- stuk praktische uitdagingen op met betrekking tot de verplaatsingslimieten van de bewerkingsapparatuur en de transportbeperkingen voor te grote afmetingen. Daarom heeft de technische praktijk op grote schaal een modulaire ontwerpbenadering met meerdere-segmenten aangenomen: het gehele samenstel is verdeeld in verschillende onafhankelijke segmenten, waarin elk ingebedde afdichtingscomponenten en lagersteunen zijn ondergebracht. Deze segmenten worden vervolgens met elkaar verbonden met behulp van precisie-tap--en-uitsparingsmechanismen en flensverbindingen.
De kernvoordelen van dit ontwerp zijn onder meer:
- Haalbaarheid bij bewerking en transport: De lengte van elk afzonderlijk segment wordt binnen de operationele grenzen van standaard werktuigmachines en conventionele transportafmetingen gehouden.
- Onderhoudsmogelijkheden op locatie: in het geval van een defecte afdichting of lagerschade in een specifiek segment hoeft alleen dat specifieke segment te worden gedemonteerd en vervangen; het is niet nodig om de gehele roterende verbindingsconstructie te hijsen en te verwijderen, waardoor de stilstandtijd aanzienlijk wordt verminderd.
- Flexibele uitbreidbaarheid: Wanneer de functionele eisen een toename of afname van het aantal doorgangen noodzakelijk maken, kan de configuratie eenvoudig worden aangepast door de combinatie van segmenten aan te passen.
Conclusie
De integratie van roterende verbindingen met grote- boring en meerdere- doorgangen met een ontwerp met meerdere- segmenten is zowel een onvermijdelijk gevolg van de toenemende schaal en complexiteit van machines voor schildtunneling, als een succesvol antwoord van de roterende verbindingsindustrie op de eisen van extreme bedrijfsomstandigheden. Voor fabrikanten van apparatuur is het begrijpen van de technische logica achter dit ontwerp van veel grotere waarde dan alleen maar weten dat een dergelijk product bestaat.