盾构机刀盘的控制特点

Tn = N × N1× (N 2 / N3) ×η
其中 ：N 表示所有刀盘电机的扭矩 ； N1 表示主驱动减速比 ； N2 表示电机齿数 ； N3 表示减速机齿数 ； η 表示电机的机械效率。
6x 1340 x 98.05 x (119/15) x 0, 9072= 5 700 000 Nm = 5700 kN·m
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进行了分析 ，在不同的地质情况下 ，盾构机的控制系统具有不 同的特点 ，有恒转矩控制和恒功率控制 ，在必要的情况下 ，可 以有短时的高转矩控制 ，在设计盾构机的刀盘控制系统时 ，应 该考虑这些 ，同时给出了计算刀盘扭矩和速度的计算公式 ，根 据这些数据可以很好的了解盾构机刀盘系统的工作状况。
参考文献 [1]唐健.盾构可编程控制器（PLC）系统设计研究[J].铁 道工程学报，2006(6). [2]裴洪军.城市隧道盾构法施工开挖面稳定性研究[D].海 河大学硕士学位论文，2005，1.
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参考文献 [1]郭欣.多层印制电路板波峰焊接工艺浅析.印制电路信 息，2001(7)． [2]倪行伟，曹如仁.印制线路板波峰焊变形初探.维普资 讯． [3]王雪兆.波峰焊夹具的设计分析与改进[J].通讯与广播 电视，1994(3)． [4]张蕾.印制板变形的原因分析与对策[J].通讯与广播电 视，1999(2)．
环的移动出现在视场中。很多学生由于观察不够仔细或是没有 经验 ，却认为找不到绿“十”字像。
一个面的反射像调好了 ，平面镜转 180°采用同样的调节 方法使视场中出现绿“十”字。但也可能会有一个面的绿“十” 字出现 ，另一个面的丢失的情况 ，要重复上述步骤 ，直到看到 “十”字反射像。当平面镜两个面反射的绿“十”字像都能看 到时 ，同样采用半调法 ，此时不用判断倾斜方向 ，调节变得比 较容易。当两个面反射的绿“十”字像都和分划板上的调节用 叉丝线重合时 ，望远镜光轴与仪器的中心转轴相垂直。
理论研究 Theoretical Research
盾构机刀盘的控制特点
朱 岩 ，李 驰 北方重工集团有限公司盾构机分公司 ，辽宁沈阳
110141
摘 要 盾构机是集机械、电气、液压、测量、控制等多种学科技术于一体 ，专门用于地下隧道工程开挖的技术
密集型重大工程设备。盾构机是在盾体的保护下 ，在刀盘的旋转同时 ，通过推进油缸向前掘进 ，同时可以拼装管片 ，
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3 难点的解决方法
3.1 望远镜聚焦于无穷远处的调节方法
在望远镜的分划板上看不到绿色“十”字叉丝的反射像 有时是由于望远镜的焦距没调好 ，即使反射光线进入望远镜中 也无法看到分划板上的绿“十”字。此时 ，将平面镜紧贴在望 远镜的物镜端 ，一般情况下 ，望远镜的光轴与其端口垂直 ，这 样就能基本保证望远镜的光轴垂直于平面镜 ，绿色“十”字叉 丝的反射像按图 1 的分析就落在了望远镜的视野中。若看不到 绿色“十”字叉丝或是看到的“十”字叉丝模糊不清 ，此时只 需改变物镜与叉丝间的距离 ，使叉丝正好位于物镜焦平面的位 置时 ，可以使叉丝反射像最清晰 ，望远镜也就聚焦于无穷远处 了。这一步调好了就不会出现原因一提到的反射光线进入望远 镜中 ，却看不到“十”字叉丝的情况。
隧道一次成型。在这个设备中 ，盾构机的刀盘具有至关重要的作用 ，本文对盾构机的刀盘驱动系统的控制进行了介
绍 ，同时给出了计算刀盘速度和扭矩的公式 ，对刀盘的控制具有一定的借鉴作用。
关 键 词 盾构机 ；刀盘驱动系统 ；转矩 ；转速
中图分类号 U455
文献标识码 A
文章编号 1674-6708（2012）65-0104-02
对试验板用塞规测量变形量。 验前状态一致。
表2 检验结果证明 ：试验板经过温循、振动试验后 ，焊接质量、 印制线情况、元器件情况及曲翘变形量试验前状态一致 ，无异 常。
2 结论
由此可见 ，使用夹持工装夹持印制板进行波峰焊 ，能够有 效避免印制板的变形 ，同时工装夹具的制造成本也较为低廉 ， 且使用起来也较为方便 ，可以说工装夹具夹持印制板进行波峰 焊是一种经济有效的防止印制板波峰焊变形的方法。
盾构机是集机械、电气、液压、测量、控制等多种学科技 术于一体 ，专门用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程 装备 [1]。它具有开挖速度快、质量高、人员劳动强度小、安全 性高、对地表沉降和环境影响小等优点 ，被广泛应用于世界各 地的城市地铁、穿山隧道、污水管线等众多领域。
1 盾构机的工作原理 盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法 ，它使用 盾构机在地下掘进 ，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定 的同时 ，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业 [2]。土压平 衡式盾构机是盾构隧道法施工最常用的一种盾构机。其细部结 构如下图所示。盾壳支撑着围岩并保护着刀盘等掘削系统 ；在 刀盘扭矩力和推进油缸顶力的作用下 ，盾构在土层中利用布置 在刀盘上的切割刀 ，对土体进行切削。切削下的土体经刀盘进 土槽并进入土舱 ，通过配备的加泥系统对充满土舱的切削土进 行改良 ，使其具有良好的流塑性 ；通过可控制转速的螺旋出土 器 ，控制土舱的出土量 ，使土舱内的改良土保持一定的压力 ， 使之与开挖面的土压保持动态平衡 ，达到控制地表沉降的目的。 刀盘是盾构机的关键部件之一 ，其功能就是破碎岩石、切 削土体 ，并对切削下的土体有临时支护的作用 ，同时还有搅拌 切削土体 ，使其具有一定的流塑性。
3.3 平面镜镜面平行于仪器转轴的调节
在上述调节的基础上 ，将平面镜的位置在水平面内改变。 旋转载物台 ，使镜面垂直于望远镜光轴 ，从望远镜中找到反射 “十”字像 ，调节载物台与镜面正对的倾斜螺钉 ，使反射“十” 字像与调节叉丝重合 ，另一面的反射“十”字像与调节叉丝也 会是重合的 ，此时平面镜镜面与仪器转轴垂直。
4 结论 本文提出的通过把双面反射镜贴近望远镜筒 ，可以快速地 调整望远镜聚焦于无穷远及使平面镜两个面反射的绿“十”字 像出现在视场中 ，该方法在教学实践中得到了验证 ，提高了分 光计的调整速度 ，保证了教学质量。
参考文献 [1]计晶晶，杨颖.医用物理实验[M].内蒙古大学出版社， 2010：50-53. [2]张志雄.试论分光计的调节原理和调节方法[J].物理实 验，1986(3)：113-116. [3]王小怀.分光计调节和使用中的困难及解决措施[J].实 验室研究与探索，2007，26(2)：35-37. [4]杨百愚，冯大毅.分光计调整实验中望远镜的调整技巧 [J].大学物理，2005，4(4)：45-50.
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焊点质量良好 ， 焊接质量 目测为主 ，对有疑问的焊点、 与试验前状态无区别。
印制线采用三维视频显示仪光 无断裂、起翘现象 ，
印制线情况
学放大 50 倍以上微观检查。
状态良好。
元器件情况
状态良好 ，无异常。
按 GB/T4677-2002
变形量分别为 0.20%、
曲翘变形量 “印制板测试方法” 0.27% 和 0.32%，与试
2 刀盘驱动系统的控制特点 盾构机刀盘驱动系统具有功率大、功率变化范围宽的特点。 负载是随断面的土质状况变化的 ，切削硬岩和切削软土所需的 切削力矩及转速的变化很大 ，在切削硬岩时需要高速小扭矩 ， 切削软岩时需要低速大扭矩 ，因此刀盘的速度是可以变化的 ， 根据设计需要 ，刀盘速度的变化范围为 0 转 / 分 ~3.5 转 / 分。 在低速时 ，刀盘的扭矩可以恒定不变 ，是恒扭矩控制 ，在高速 时 ，刀盘的功能恒定不变 ，是恒功率控制 ，刀盘速度与转矩的 控制曲线如下图所示。红色曲线部分表示盾构机在脱困模式下 的刀盘转速与刀盘转矩的关系 ，这种控制只有当刀盘被岩石或
泥土卡主 ，不能旋转时才使用 ，使刀盘摆脱现在的状况 ，因此 称之为脱困模式。而且脱困模式下 ，刀盘的运行时间不能太长 ， 一般设定为工作 30s，超过 30s 后自动停止 ，在停止后 60s 之 源自不能启动。刀盘速度与转矩曲线
刀盘扭矩与转速 2.1 刀盘实际扭矩的计算 刀盘的实际扭矩的计算如下 ：
2.2 刀盘速度的计算 Vn = V / N1/ (N 2 / N3) 其中 ：V 表示刀盘主电机（带速度编码器）的速度 ；
N1 表示主驱动减速比 ； N2 表示电机齿数 ； N3 表示减速机齿数。 2528/98.05/（119/15）=3.25rpm 3 结论 本文对盾构机的工作原理进行了介绍 ，知道盾构机的刀盘 在整个系统中具有重要地位 ，因此对刀盘驱动系统的控制部分
3.2 望远镜光轴与仪器转轴垂直的调节方法
在望远镜聚焦于无穷远处的前提下 ，针对原因二提出的找 不到绿色“十”字叉丝的情况 ，可以采用把双面反射镜直接贴 到望远镜筒上。根据图 1 分析 ，反射光一定能进入望远镜中 ， 视场中就会出现清晰的绿“十”字。在视场中不丢掉绿“十” 字的情况下 ，把双面反射镜慢慢地退回到平台上 ，此过程需要 不断前后倾斜平面镜 ，同时判断平台和望远镜筒的倾斜方向 ， 并调节平台下和望远镜正对的倾斜螺钉 [1]，使绿“十”字回到 视场中。根据调节经验 ，不能单单调平台的倾斜调节螺钉 ，同 时也要调望远镜的倾斜调节螺钉。否则容易出现两个面的反射 像相互制约 ，一个出现另一个丢失的情况。调节时需要采用半 调法 ，此处的半调法和两个面的反射像都出现在视场中时所采 用的半调法 [1] 有所不同。前者因为看不到绿“十”字的移动 ， 需要准确的判断平台和望远镜的倾斜方向。并各调平台和望远 镜的倾斜螺钉同样的高度使绿“十”字稳定地停留在视场中。 有时在视场中看到的不是绿“十”字像 ，而是一个光环 ，调节 时要使光环的中心不断向视场中移动 ，绿“十”字就会随着光