Truyền động điện công nghiệp · Kỹ thuật Anh Quốc
Khớp nối bánh răng trong máy khoan hầm: Độ chính xác kỹ thuật cho cơ sở hạ tầng ngầm của Vương quốc Anh
Từ dự án Crossrail đến đường hầm Thames Tideway, sự hồi sinh của ngành xây dựng ngầm ở Anh đòi hỏi các bộ phận truyền động được thiết kế để chịu được tải trọng mô-men xoắn cực lớn, độ lệch trục và chu kỳ hoạt động liên tục. Các khớp nối kiểu bánh răng nằm ở trung tâm cơ khí của mọi máy khoan hầm — và thông số kỹ thuật của chúng quyết định sự khác biệt giữa thành công của dự án và thời gian ngừng hoạt động tốn kém.
Máy khoan hầm có thể nói là môi trường đòi hỏi cơ học khắc nghiệt nhất mà một bộ phận truyền động quay phải chịu đựng. Đầu cắt – một đĩa gồm các dụng cụ có đầu bằng cacbua, đường kính từ ba đến mười lăm mét – phải quay chống lại áp lực từ vách đá, điều mà các thiết bị kém hơn sẽ bị cong vênh chỉ trong vài phút. Toàn bộ chuỗi năng lượng quay, từ động cơ điện, hộp số giảm tốc hành tinh đến ổ trục chính và trục đầu cắt, đều đi qua các khớp nối bánh răng, phải đồng thời truyền mô-men xoắn cực đại đo bằng hàng chục nghìn kilonewton-mét, bù đắp sự lệch trục do độ võng của máy và sự lún của đất, và chịu được hoạt động liên tục trong môi trường bão hòa nước, bùn đất sét và bụi đá mài mòn. Không có gì ngạc nhiên khi các kỹ sư hệ thống truyền động máy khoan hầm ở Birmingham, Nottingham và London coi việc lựa chọn một khớp nối bánh răng đáng tin cậy là một trong những quyết định kỹ thuật quan trọng nhất trong bất kỳ dự án đường hầm nào. Việc lựa chọn sai thông số kỹ thuật đồng nghĩa với việc phải dừng bảo trì ngoài kế hoạch bên trong đường hầm đã hoàn thành – một kịch bản có thể khiến nhà thầu ở Anh phải trả hàng trăm nghìn bảng mỗi ngày.Cách thức hoạt động của khớp nối bánh răng bên trong hệ thống truyền động của máy khoan hầm TBM.
Nguyên lý hoạt động của khớp nối kiểu bánh răng dựa trên sự ăn khớp có kiểm soát giữa một ống bánh răng ngoài — được gọi là moayơ trong hoặc trục bánh răng — và một bánh răng vòng trong được đặt bên trong một ống hoặc trống ngoài. Không giống như các khớp nối mặt bích cứng, các mặt cắt răng được cắt với hình dạng lồi có chủ đích: mỗi răng ngoài được gia công với độ cong nhẹ hình thùng hoặc lồi dọc theo chiều dài của nó. Hình dạng lồi này cho phép sự tiếp xúc của răng dịch chuyển theo trục và góc khi hai trục trải qua sự dịch chuyển tương đối do giãn nở nhiệt, mài mòn ổ trục, lún nền móng hoặc tải trọng uốn cong tác động khi máy khoan hầm (TBM) di chuyển theo đường cong xuyên qua đất sét London hoặc đá phấn Marl bên dưới trung tâm thành phố Birmingham. Chất bôi trơn — thường là mỡ phức hợp lithium có độ nhớt cao, phù hợp với dải nhiệt độ dự kiến bên trong máy — lấp đầy khoang ăn khớp, tạo thành một lớp màng thủy động ngăn chặn sự tiếp xúc kim loại với kim loại ở các mặt răng dưới mô-men xoắn cực đại. Các nắp bịt kín giữ lại chất bôi trơn và ngăn chặn hỗn hợp mài mòn thấm vào mọi kẽ hở của phần phía trước của máy khoan hầm (TBM). Cấu trúc cơ khí tổng thể đảm bảo mô-men xoắn được phân bổ đồng thời trên tất cả các răng ăn khớp thay vì tập trung tại một điểm tiếp xúc duy nhất, tạo ra sự phân bổ tải trọng giúp cho khớp nối kiểu bánh răng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các chu kỳ hoạt động mô-men xoắn cực lớn thường thấy trong hệ thống truyền động chính và hệ thống phụ trợ của máy khoan đường kính lớn hoạt động trong địa chất lòng đất đa dạng của Vương quốc Anh.Vật liệu cốt lõi trong sản xuất khớp nối bánh răng chính xác
Thép hợp kim (42CrMo4 / EN19T)
Các moayơ và ống lót ngoài của khớp nối bánh răng chịu tải nặng dùng cho hệ thống truyền động chính của máy khoan hầm TBM chủ yếu được rèn từ thép hợp kim crom-molypden, thường tuân theo tiêu chuẩn EN 10083 cấp 42CrMo4 — một tiêu chuẩn được các nhà cung cấp luyện kim của Anh và châu Âu hiểu rõ. Sau khi gia công thô, các bộ phận trải qua quá trình xử lý nhiệt tôi và ram để đạt được độ bền kéo lõi trong khoảng 900–1.100 MPa, tiếp theo là tôi cảm ứng mặt răng để đạt độ cứng bề mặt từ 50–58 HRC. Sự kết hợp này mang lại cho răng bánh răng khả năng chống mỏi vượt trội dưới tác động của sự đảo chiều mô-men xoắn theo chu kỳ xảy ra khi đầu cắt của máy khoan hầm TBM gặp phải các lớp đá cứng và đất mềm xen kẽ. Các nhà thầu phụ kỹ thuật chính xác của Sheffield, với bề dày kinh nghiệm trong lĩnh vực rèn cho ngành quốc phòng và năng lượng, có vị thế tốt để cung cấp nguyên liệu thô cho sản xuất khớp nối bánh răng chất lượng cao theo các tiêu chuẩn này.
Thép thấm cacbon (20CrMnTi)
Đối với các khớp nối truyền động phụ tầm trung — chẳng hạn như các khớp nối với bộ truyền động băng tải trục vít hoặc động cơ quay máy dựng đoạn — thép tôi cacbon và tôi cứng bề mặt mang lại sự cân bằng hiệu quả về chi phí giữa lõi cứng cáp, chịu va đập và bề mặt răng cực kỳ cứng, chịu mài mòn. Quá trình tôi cacbon đưa thêm cacbon vào lớp bề mặt răng đến độ sâu 0,8–1,5 mm, tạo ra độ cứng thay đổi từ khoảng 60 HRC ở bề mặt đến lớp nền mềm hơn bên dưới. Điều này ngăn ngừa hiện tượng gãy vỡ do tôi cứng xuyên suốt trong khi vẫn chống lại các cơ chế mài mòn do bám dính và mài mòn chiếm ưu thế trong điều kiện hoạt động ít bôi trơn hoặc bị ô nhiễm — một mối lo ngại thực sự trong môi trường mặt đường hầm gặp phải trong quá trình đào hầm xuyên London trên nền đất mềm, nơi nước ngầm gần như chắc chắn sẽ xâm nhập.
Thép không gỉ song pha
Tại các khu vực ven biển hoặc chịu ảnh hưởng của thủy triều khi máy khoan hầm TBM hoạt động — như các dự án vượt cửa sông Thames và các công trình đường hầm cáp liên quan đến điện gió ngoài khơi quanh vùng East Anglia — các khớp nối được chế tạo từ thép không gỉ song pha hoặc siêu song pha (UNS S32205, S32750) có khả năng chống ăn mòn rỗ và ăn mòn khe hở vượt trội trong nước ngầm bão hòa clorua. Mặc dù thép không gỉ song pha đắt hơn thép hợp kim trên mỗi kilogram và gây ra nhiều thách thức hơn trong quá trình gia công răng bánh răng chính xác, nhưng việc loại bỏ các cơ chế ăn mòn bề mặt gây ra các vết nứt mỏi trong thép thông thường thường biện minh cho mức giá cao hơn đối với các tài sản sẽ nằm dưới lòng đất và phần lớn không thể tiếp cận được trong suốt vòng đời hoạt động của cơ sở hạ tầng.
Gang dẻo (GGG-70 / EN-GJS-700-2)
Các nắp bịt đầu có mặt bích, nút kiểm tra và các bộ phận vỏ không truyền mô-men xoắn thường được gia công từ gang graphit hình cầu theo tiêu chuẩn EN 1563 cấp GJS-700-2. Gang dẻo kết hợp ưu điểm về khả năng đúc và gia công của gang xám với độ bền kéo 700 MPa và độ giãn dài khi đứt ít nhất 2%, cung cấp độ dẻo dai cần thiết để chịu được tải trọng va đập truyền đến cấu trúc vỏ trong trường hợp đầu cắt gặp vật cản. Lợi thế về chi phí so với thép rèn đối với các bộ phận phức tạp có hình dạng gần như hoàn chỉnh khiến nó trở thành lựa chọn tiêu chuẩn cho các trống ngoài khớp nối, nơi việc gia công hình dạng từ phôi sẽ tốn kém.
Ưu điểm kỹ thuật của khớp nối bánh răng cho hệ thống truyền động máy khoan hầm TBM
Thông số kỹ thuật và hiệu năng sản phẩm
| Tham số | Phạm vi tiêu chuẩn | Dòng máy khoan hầm hạng nặng / TBM | Đơn vị / Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Mô-men xoắn định mức | 50 – 5.000 | 5.000 – 50.000+ | kNm |
| Mô-men xoắn cực đại (gấp 2 lần công suất định mức) | Lên đến 10.000 | Lên đến hơn 100.000 | kNm (tức thời) |
| Sai lệch góc | Lên đến 1,5° | Lên đến 3° (gấp đôi) | Mỗi nửa khớp nối |
| Độ lệch xuyên tâm | 0,2 – 2,0 | 2.0 – 6.0 | mm |
| Tốc độ tối đa | 100 – 3.000 | 5 – 500 | vòng/phút (tốc độ thấp, mô-men xoắn cao) |
| Vật liệu trục | 42CrMo4 / 20CrMnTi | 42CrMo4 / S32205 | Thép hợp kim được xử lý nhiệt |
| Độ cứng bề mặt (răng) | 48 – 55 HRC | 50 – 58 HRC | Tôi cứng bằng cảm ứng |
| Hồ sơ răng | Đường xoắn ốc, có vương miện | Đường xoắn ốc, đầu hình thùng | Góc áp suất điển hình là 20° |
| Loại chất bôi trơn | Mỡ (NLGI 2) | Phức hợp Li / EP tổng hợp | Hộp mực kín hoặc núm bôi trơn |
| Nhiệt độ hoạt động | -20 đến +80 °C | -30 đến +120 °C | Tùy thuộc vào loại gioăng/mỡ bôi trơn. |
| Phạm vi đường kính lỗ | 20 – 260 mm | 260 – 1.200 mm | Được thiết kế riêng, có rãnh hoặc khớp co giãn. |
| Điểm cân bằng | G6.3 | G2.5 (động) | Theo tiêu chuẩn ISO 21940-11 |
| Hành trình trục | ±2 – ±10 mm | ±10 – ±50 mm | Giữa tay áo ngoài |
Các trường hợp ứng dụng: Khớp nối bánh răng trong hệ thống máy khoan hầm.
Tình huống 1: Bộ truyền động chính của đầu cắt — Kết nối động cơ với hộp số
Đầu cắt của máy khoan hầm TBM đường kính lớn được dẫn động bởi một loạt các động cơ điện — thường từ bốn đến mười sáu bộ truyền động được bố trí xung quanh chu vi của vòng truyền động chính — mỗi động cơ được kết nối thông qua hộp số giảm tốc hành tinh với một bánh răng nhỏ ăn khớp với bánh răng lớn trên ổ trục chính. Giữa mỗi trục đầu ra của động cơ điện và trục đầu vào tương ứng của hộp số, một khớp nối kiểu bánh răng quản lý các tải trọng xoắn và lệch trục phát sinh từ dung sai sản xuất trong mặt bích lắp đặt truyền động, sự khác biệt về giãn nở nhiệt giữa khung động cơ và vỏ hộp số, và độ rung truyền ngược trở lại qua hệ thống bánh răng khi đầu cắt gặp phải các vật thể cứng hoặc chuyển đổi từ địa chất mềm sang cứng. Trong một máy khoan hầm TBM đường kính 8,8 mét điển hình được sử dụng trong dự án Tideway, mỗi trong số mười hai động cơ truyền động chính tạo ra khoảng 315 kW ở tốc độ 1.500 vòng/phút, khiến khớp nối tại giao diện này chịu trách nhiệm truyền mô-men xoắn một cách đáng tin cậy trong khoảng 2.000–3.200 Nm trên mỗi bộ động cơ trong điều kiện cắt bình thường, với các đỉnh gấp nhiều lần giá trị này khi xảy ra sự cố kẹt đầu cắt. Khả năng vốn có của khớp nối kiểu bánh răng trong việc chịu đựng các xung mô-men xoắn này mà không tích tụ sự mỏi – không giống như các khớp nối kiểu đĩa hoặc kiểu hàm có thể bị bong tróc hoặc nứt cao su khi quá tải lặp đi lặp lại – khiến nó trở thành lựa chọn tiêu chuẩn trong ngành cho vị trí này trong hệ thống truyền động.
Kịch bản 2: Kết nối đầu ra hộp số với bánh răng trục chính
Vị trí quan trọng thứ hai mà các khớp nối kiểu bánh răng xuất hiện trong hệ truyền động máy khoan hầm TBM là giữa trục đầu ra của mỗi hộp giảm tốc hành tinh và bánh răng dẫn động ăn khớp với bánh răng vành ổ trục chính. Tại điểm này trong hệ truyền động, tốc độ quay đã giảm xuống còn khoảng 8–25 vòng/phút trong khi mô-men xoắn được khuếch đại bởi tỷ số truyền của hộp số — thường là 60:1 đến 100:1 — dẫn đến mô-men xoắn tại trục bánh răng có thể đạt tới 20.000–40.000 kNm trên các máy có đường kính lớn. Khớp nối kiểu bánh răng tại giao diện này không chỉ phải truyền mô-men xoắn khổng lồ này mà còn phải thích ứng với sự dịch chuyển tương đối giữa tâm trục đầu ra của hộp số và tâm trục bánh răng phát sinh khi cụm ổ trục chính và đầu cắt nặng bị biến dạng dưới tải trọng tịnh trên mặt đầu cắt, trong điều kiện đá cứng có thể đạt tới 15.000–25.000 kN theo hướng lực đẩy. Các khớp nối bánh răng kép với trục trung gian nổi thường được chỉ định ở đây chính xác là vì chúng cho phép hai trục nối không song song mà không tạo ra mômen uốn đủ lớn để làm hỏng ổ trục đầu ra của hộp số — một hình thức bảo vệ trở nên cực kỳ quan trọng trong các dự án như đường hầm HS2 xuyên qua đá phấn Chiltern, nơi tải trọng ổ trục chính thay đổi đáng kể khi máy móc gặp phải các dải đá lửa dạng nốt.
Máy khoan hầm cân bằng áp suất đất (EPB) và máy khoan hầm bùn (slurry TBM), là những loại máy được lựa chọn để đào hầm trong nền đất mềm ở các thành phố như London, Manchester và Edinburgh, dựa vào hệ thống băng tải trục vít để vận chuyển vật liệu đào đã được xử lý ra khỏi buồng làm việc có áp suất với tốc độ được kiểm soát nhằm duy trì áp suất hỗ trợ mặt cắt. Bản thân băng tải trục vít là một cỗ máy chịu tải nặng, được dẫn động thông qua một hệ thống động cơ và hộp số chuyên dụng, với khớp nối đầu ra kết nối hộp số với trục vít xoắn. Bản chất của vật liệu được vận chuyển — hỗn hợp đất, nước ngầm, chất tạo bọt và bùn polymer ở áp suất có thể vượt quá 3 bar ở đầu vào — tạo ra tải mô-men xoắn biến đổi rất lớn trên trục vít khi tắc nghẽn hình thành và được giải tỏa. Khớp nối kiểu bánh răng ở đây cung cấp độ cứng xoắn cần thiết để điều khiển tốc độ phản hồi nhanh chóng đồng thời chịu được sự giãn nở theo trục của trục vít khi nó nóng lên trong quá trình hoạt động liên tục. Cấu trúc kín của khớp nối cũng quan trọng không kém: môi trường ngay cạnh bộ truyền động băng tải trục vít là một trong những vị trí ẩm ướt và ô nhiễm nhất trong toàn bộ máy móc, và bất kỳ khớp nối nào dựa vào các bộ phận đàn hồi hoặc bề mặt chạy khô tiếp xúc sẽ nhanh chóng bị xuống cấp trong điều kiện này, như các kỹ sư bảo trì trong các dự án từ việc nâng cấp hệ thống cống rãnh Glasgow đến đường ống dẫn nước chính London đã ghi nhận.Kịch bản 4: Hệ thống dẫn động bơm bùn trong máy khoan hầm chắn bùn.
Máy khoan hầm TBM kiểu khiên bùn – lựa chọn ưu tiên cho việc đào hầm dưới áp suất nước ngầm cao, chẳng hạn như các công trình dưới sông Thames hoặc các đoạn hầm dưới biển nối các công trình ngoài khơi xung quanh cửa sông Humber – sử dụng bơm ly tâm áp suất cao để tuần hoàn bùn bentonit đến và đi từ mặt cắt. Các bơm bùn này hoạt động liên tục ở áp suất lên đến 10 bar và lưu lượng hàng trăm mét khối mỗi giờ, được dẫn động thông qua hệ thống động cơ-hộp số-bơm nối liền. Khớp nối giữa hộp số bơm và trục bơm phải xử lý mô-men xoắn khởi động được tạo ra khi bơm đạt tốc độ quay với mạch bùn đã được nạp – mô-men xoắn có thể đạt gấp ba đến bốn lần giá trị hoạt động ổn định – đồng thời phải chịu được độ lệch trục nhỏ phát sinh khi vỏ bơm bị biến dạng dưới áp suất bên trong. Khớp nối kiểu bánh răng vượt trội trong vai trò này vì chúng duy trì khả năng chịu mô-men xoắn đầy đủ trong toàn bộ phạm vi lệch trục mà không có sự tương tác giữa độ cứng và độ lệch trục gây ra hiện tượng tải trọng ổ trục hướng tâm tăng mạnh trong các khớp nối đĩa hoặc màng khi trục không được căn chỉnh hoàn hảo.
Kịch bản 5: Hệ thống dự phòng cho băng tải tàu hỏa và hệ thống truyền động cần cẩu phân đoạn
Phía sau thân chắn chính, đoàn tàu hỗ trợ máy khoan hầm TBM — một loạt các cần trục kéo dài từ 80 đến 300 mét vào trong đường hầm đã hoàn thành — mang theo các thiết bị phụ trợ quan trọng không kém gì đầu cắt. Hệ thống băng tải để loại bỏ đất đá, hệ thống vận chuyển phân đoạn, máy trộn vữa và cần cẩu nâng phân đoạn trên cao đều chứa các hệ thống truyền động quay, trong đó các khớp nối kiểu bánh răng cung cấp liên kết cơ học giữa động cơ và các bộ phận được dẫn động. Môi trường hoạt động ở đây ít khắc nghiệt hơn so với tại mặt cắt, nhưng yêu cầu về tuổi thọ cao mà không cần bảo trì cũng khắt khe không kém; đoàn tàu hỗ trợ hoạt động liên tục qua các ca làm việc và các khớp nối phải chịu được tải trọng động tác động khi các cần trục kéo uốn cong trên các phân đoạn vòng bê tông đúc sẵn tạo thành lớp lót đường hầm. Đối với các nhiệm vụ truyền động nhỏ hơn trên đoàn tàu hỗ trợ, các khớp nối bánh răng nhẹ hơn trong dòng khớp nối lò xo hình rắn JSA cung cấp một giải pháp thiết thực, trong đó độ linh hoạt cao của lò xo hấp thụ các chấn động nhỏ từ việc xử lý phân đoạn mà không truyền chúng vào ổ trục hộp số.
Ever Power: Sản xuất chính xác và tùy chỉnh khớp nối truyền động máy khoan hầm TBM.
Khả năng tùy chỉnh
Bán kính đỉnh răng đặc biệt cho khả năng chịu tải lệch trục cực lớn · Hệ thống làm kín tùy chỉnh cho môi trường ngập nước hoặc chịu áp suất · Thiết kế ống lót ngoài tách rời để lắp đặt tại chỗ mà không cần tháo rời trục · Đường kính vòng tròn mặt bích (PCD) và kiểu bố trí bu lông không tiêu chuẩn để phù hợp với giao diện hộp số OEM · Trống ngoài bằng hợp kim không phát tia lửa điện đạt chuẩn ATEX cho môi trường đường hầm nguy hiểm
Chất lượng & Chứng nhận
Quản lý chất lượng ISO 9001:2015 · Truy xuất nguồn gốc vật liệu đầy đủ theo tiêu chuẩn EN 10204 3.1 · Có sẵn các cụm lắp ráp đạt chứng nhận CE · Hỗ trợ kiểm tra bởi bên thứ ba (Lloyd's, Bureau Veritas, SGS) · Báo cáo kích thước và chứng nhận kiểm tra lắp ráp được cung cấp kèm theo mỗi lô hàng
Bạn đã sẵn sàng thảo luận về thông số kỹ thuật khớp nối máy khoan hầm TBM của mình chưa? Hãy liên hệ với đội ngũ kỹ sư của chúng tôi để nhận được đề xuất kỹ thuật chi tiết.
Câu chuyện thành công của khách hàng: Dự án mở rộng đường ống dẫn nước chính Coventry của Cơ sở hạ tầng cấp nước Midlands:
Nghiên cứu điển hình · Coventry, West Midlands · Cơ sở hạ tầng cấp nước · 2024
Một công ty cấp nước khu vực lớn hoạt động trên khắp Coventry và vùng West Midlands rộng lớn hơn đã ủy thác việc mở rộng đường ống dẫn nước sinh hoạt, yêu cầu xây dựng đường hầm mới dài 3,2 km ở độ sâu 24 mét xuyên qua sự kết hợp giữa đá bùn Mercia và đá vôi kỷ Jura. Dự án yêu cầu máy khoan hầm TBM cân bằng áp lực đất với đường kính cắt 3,6 mét, được cung cấp năng lượng bởi tám động cơ truyền động chính có công suất 185 kW mỗi chiếc và tỷ số giảm tốc hộp số 82:1, dẫn đến mô-men xoắn đầu cắt đạt 18.500 kNm trong điều kiện địa chất khó khăn.
Thiết bị ban đầu quy định sử dụng khớp nối đĩa tiêu chuẩn tại giao diện giữa động cơ và hộp số. Sau tám tuần đào hầm, hai trong số tám khớp nối cho thấy hiện tượng nứt do mỏi ở bộ đĩa, được cho là do sự kết hợp của việc đảo chiều mô-men xoắn thường xuyên khi hướng quay của đầu cắt được đảo ngược trong thời gian ngắn để loại bỏ vật cản, và sự lệch góc trục tại ba vị trí truyền động vượt quá khả năng chịu tải định mức của bộ đĩa khoảng 40%. Nhà thầu đã liên hệ với Ever Power sau khi kỹ sư dự án của họ tại Anh xác định được dòng sản phẩm khớp nối bánh răng của chúng tôi thông qua việc tìm kiếm các linh kiện truyền động hạng nặng có nguồn gốc từ Anh.
Nhóm ứng dụng của Ever Power đã tiến hành đánh giá từ xa hệ thống truyền động bằng cách sử dụng bảng dữ liệu động cơ và hộp số của nhà thầu, hoàn thành trong vòng 48 giờ. Chúng tôi đề xuất một bộ tám khớp nối bánh răng đơn với trục bánh răng 42CrMo4, mặt răng được tôi cứng bằng cảm ứng, hộp chứa mỡ kín và kiểu mặt bích tùy chỉnh phù hợp với giao diện lắp đặt động cơ và hộp số hiện có. Kích thước lỗ khoan được sản xuất theo dung sai H7 với rãnh then song song theo tiêu chuẩn BS 4235, và các cụm được cân bằng động theo tiêu chuẩn G2.5. Tám cụm khớp nối hoàn chỉnh đã được sản xuất, lắp ráp, thử nghiệm và vận chuyển từ cơ sở của chúng tôi trong vòng 19 ngày làm việc kể từ khi đặt hàng, đến địa điểm Coventry với đầy đủ chứng nhận vật liệu EN 10204 3.1 và báo cáo thử nghiệm lắp ráp.
Các khớp nối thay thế đã được lắp đặt trong thời gian bảo trì định kỳ. Từ thời điểm đó cho đến khi hoàn thành đoạn đường dài 3,2 km — khoảng thời gian xấp xỉ bảy tháng — không ghi nhận thêm thời gian ngừng hoạt động nào liên quan đến khớp nối. Quản lý dự án của nhà thầu đã tính toán tổng số tiền tiết kiệm được từ chi phí ngừng hoạt động ngoài kế hoạch vượt quá 340.000 bảng Anh so với mô hình hỏng hóc dự kiến của thiết kế bộ đĩa ban đầu, và cho rằng kết quả này là nhờ khả năng chịu quá tải mô-men xoắn và khả năng bù sai lệch của các cụm khớp nối kiểu bánh răng Ever Power.
★★★★★
“Các khớp nối bánh răng do Ever Power cung cấp cho máy khoan hầm đường ống nước Coventry của chúng tôi đã hoạt động hoàn hảo trong hơn sáu tháng khoan liên tục. Sự ăn khớp răng chịu được sự lệch trục tại các vị trí truyền động của chúng tôi, điều mà trước đây đã gây ra nhiều sự cố với loại khớp nối cũ. Các bảng dữ liệu kỹ thuật được cung cấp đủ chi tiết để các kỹ sư thiết bị quay của chúng tôi có thể tiến hành kiểm tra đầy đủ — mức độ tài liệu như vậy rất hiếm từ các nhà cung cấp ở mức giá này.”
— Kỹ sư cơ khí cao cấp, Nhà thầu xây dựng đường hầm vùng Midlands, Coventry
★★★★★
“Điều khiến tôi ấn tượng nhất là thời gian hoàn thành đơn hàng. Chúng tôi gặp sự cố hỏng khớp nối ngoài dự kiến trong một đoạn quan trọng của đường khoan và cần các bộ phận thay thế được sản xuất theo giao diện không tiêu chuẩn. Ever Power đã giao hàng trong vòng ba tuần, bao gồm cả tất cả các chứng nhận vật liệu. Đối với một cụm lắp ráp được rèn và xử lý nhiệt theo yêu cầu riêng bằng thép hợp kim, điều đó thực sự là đặc biệt. Hiệu suất của khớp nối trong quá trình sử dụng rất xuất sắc - không có dấu hiệu hao mòn nào được phát hiện trong lần kiểm tra gần nhất sau 4.000 giờ hoạt động.”
— Giám đốc nhà máy, Công ty xây dựng công trình dân dụng quy mô lớn, Birmingham
★★★★★
“Chúng tôi đã lựa chọn khớp nối bánh răng Ever Power cho hệ thống truyền động băng tải trục vít trên máy khoan hầm TBM phục hồi hệ thống cống ngầm Edinburgh sau khi được một đồng nghiệp trong chuỗi cung ứng dự án Crossrail London giới thiệu. Cấu trúc kín đã giữ cho chất bôi trơn bên trong và ngăn bùn đất xâm nhập trong suốt mười tám tháng thi công đường hầm EPB. Thiết kế ống bọc ngoài tách rời tùy chỉnh mà Ever Power đề xuất cho phép chúng tôi lắp đặt và tháo khớp nối mà không làm ảnh hưởng đến trục vít – một chi tiết đã giúp chúng tôi tiết kiệm được mười hai giờ bảo trì. Chúng tôi hoàn toàn khuyến nghị đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật của họ.”
— Quản lý bảo trì đội xe máy khoan hầm TBM, Nhà thầu chuyên nghiệp về công trình ngầm, Edinburgh
Các sản phẩm khớp nối nổi bật dành cho máy khoan hầm TBM và các ứng dụng truyền động công nghiệp.
Khớp nối lò xo rắn dòng JSA
Khớp nối lò xo hình rắn dòng JSA mang lại khả năng hấp thụ chấn động và độ linh hoạt xoắn tuyệt vời nhờ thiết kế phần tử thép lò xo độc đáo. Được đánh giá cho các ứng dụng công nghiệp từ trung bình đến nặng, khớp nối này rất phù hợp cho các hệ thống truyền động băng tải dự phòng, hệ thống quay máy dựng đoạn và hệ thống truyền động bơm phụ trợ trong các hệ thống máy khoan hầm TBM. Phần tử lò xo có khả năng chịu được cả sai lệch góc và sai lệch hướng tâm đồng thời cung cấp khả năng bảo vệ quá tải thông qua độ lệch lò xo được kiểm soát, và chiều dài trục nhỏ gọn giúp việc lắp đặt dễ dàng trong các bố trí hệ thống truyền động dự phòng chật hẹp. Ever Power sản xuất dòng JSA với đường kính lỗ từ 30 mm đến 280 mm với các cấu hình rãnh then có thể tùy chỉnh.
Khớp nối đa năng dòng SWC
Khớp nối vạn năng dòng SWC giải quyết những tình huống lệch góc phức tạp nhất thường gặp trong máy khoan hầm TBM và hệ thống truyền động công nghiệp nặng. Kiến trúc dựa trên khớp cardan của nó cho phép dịch chuyển góc liên tục lên đến 15°, khiến nó trở thành lựa chọn tối ưu khi độ nghiêng trục đáng kể là đặc điểm vốn có của thiết kế máy móc — chẳng hạn như các kết nối góc giữa các chân chống lái TBM và động cơ truyền động của chúng, hoặc các băng tải góc thay đổi trên các máy đào đường và máy khoan giếng trong ngành xây dựng ngầm của Vương quốc Anh. Dòng SWC có sẵn các cấu hình trục trung gian bằng ống thép hàn và trục thép đặc, với vật liệu càng nối bằng thép hợp kim 42CrMo4, và hoàn toàn có thể tùy chỉnh đường kính lỗ, đường kính vòng tròn càng nối, kiểu bố trí bu lông mặt bích và chiều dài trục trung gian.
Câu hỏi thường gặp
Loại khớp nối bánh răng nào tốt nhất để sử dụng cho hệ thống truyền động chính của máy khoan hầm ở Anh?
Đối với các ứng dụng truyền động chính của máy khoan hầm TBM, khớp nối bánh răng kép chịu tải nặng bằng thép hợp kim 42CrMo4 với răng được tôi cứng bằng cảm ứng, bôi trơn bằng mỡ EP tổng hợp và cấu trúc hộp kín là tiêu chuẩn công nghiệp. Cấu hình khớp nối kép bù đắp cho sự lệch góc phát sinh khi tấm chắn TBM bị biến dạng dưới áp lực mặt và tải trọng lái. Nếu bạn đang mua sắm cho một dự án cụ thể ở London, Birmingham hoặc Manchester, Ever Power có thể cung cấp khuyến nghị lựa chọn đầy đủ dựa trên dữ liệu giao diện động cơ và hộp số của bạn.
Một bộ khớp nối bánh răng tùy chỉnh cho hệ thống truyền động máy khoan hầm TBM thường có giá bao nhiêu từ nhà cung cấp tại Anh, và tôi có thể nhận báo giá bằng cách nào?
Chi phí của một khớp nối bánh răng tùy chỉnh cho các ứng dụng truyền động chính của máy khoan hầm TBM phụ thuộc vào đường kính lỗ, mô-men xoắn định mức, cấp vật liệu, thông số kỹ thuật làm kín và các chứng nhận cần thiết. Các khớp nối sản xuất tiêu chuẩn với kích thước lỗ nhỏ hơn có thể có giá từ vài trăm bảng Anh, trong khi các cụm lắp ráp tùy chỉnh lớn với khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu đầy đủ và kiểm tra của bên thứ ba có thể lên đến hàng chục nghìn bảng Anh mỗi đơn vị. Để nhận được báo giá chính xác cho dự án TBM cụ thể của bạn, hãy gửi email dữ liệu giao diện động cơ và hộp số cùng với các thông số chu kỳ làm việc đến [email protected] — nhóm kỹ thuật của Ever Power sẽ cung cấp đề xuất thương mại chi tiết trong vòng hai ngày làm việc.
Nhà cung cấp khớp nối bánh răng nào tại Anh có thể cung cấp khớp nối truyền động TBM tùy chỉnh kèm chứng nhận vật liệu trong vòng ba tuần?
Ever Power có thành tích đã được chứng minh trong việc cung cấp các cụm khớp nối bánh răng tùy chỉnh với chứng nhận vật liệu EN 10204 3.1 và tài liệu kiểm tra lắp ráp đầy đủ trong vòng mười bốn đến hai mươi hai ngày làm việc cho đường kính lỗ lên đến 500 mm. Chúng tôi dự trữ các phôi rèn bán thành phẩm bằng các loại thép hợp kim thông dụng, giúp rút ngắn đáng kể thời gian giao hàng so với các nhà cung cấp mua phôi rèn theo đơn đặt hàng. Các nhà thầu xây dựng đường hầm tại Anh tham gia các dự án cơ sở hạ tầng từ Thames Tideway đến HS2 đã dựa vào khả năng cung cấp nhanh chóng này để giảm thiểu chi phí do thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.
Làm sao tôi biết khi nào cần thay thế khớp nối bánh răng trên hệ thống truyền động băng tải trục vít của máy khoan hầm TBM trong dự án đường hầm cấp nước Sheffield?
Việc giám sát tình trạng của các khớp bánh răng trong hệ thống truyền động băng tải trục vít của máy khoan hầm TBM thường bao gồm ba phương pháp: lấy mẫu mỡ định kỳ và phân tích các hạt kim loại (mảnh vụn mài mòn) từ bề mặt răng, phân tích phổ rung động để tìm các dải tần phụ ở tần số bề mặt răng và các sóng hài của nó, và kiểm tra kích thước định kỳ độ sâu mài mòn mặt bên của răng trong các khoảng thời gian bảo trì theo lịch trình. Trong hầu hết các thông số kỹ thuật của máy khoan hầm TBM, việc kiểm tra khớp bánh răng được liên kết với khoảng thời gian kiểm tra dao cắt — thường là cứ sau 100–200 giờ cắt. Việc thay thế được khuyến nghị khi độ mài mòn mặt bên của răng vượt quá giới hạn do nhà sản xuất công bố (thường là 15–20% độ dày răng ban đầu) hoặc khi phân tích mỡ cho thấy sự gia tăng nhanh chóng nồng độ hạt thép, cho thấy sự mài mòn tăng tốc.
Tôi có thể tìm nhà sản xuất khớp nối bánh răng đáng tin cậy nào có thể cung cấp khớp nối bằng thép không gỉ cho đường hầm ven biển ở East Anglia với giá cả cạnh tranh?
Đối với các ứng dụng khoan hầm ven biển và vùng thủy triều ở East Anglia hoặc khu vực cửa sông Humber, khớp nối bánh răng bằng thép không gỉ song pha (UNS S32205) là thông số kỹ thuật được khuyến nghị để chống lại sự ăn mòn do clorua gây ra, vốn nhanh chóng làm hỏng các bộ phận bằng thép hợp kim tiêu chuẩn. Ever Power sản xuất khớp nối bánh răng bằng thép không gỉ song pha và siêu song pha với quy trình phay răng và mài đỉnh chính xác tương tự như đối với các cụm lắp ráp bằng thép hợp kim. Báo giá thương mại sẽ được cung cấp sau khi nhận được thông số kỹ thuật; hãy liên hệ với [email protected] kèm theo chu kỳ hoạt động và dữ liệu môi trường của bạn để nhận được báo giá cạnh tranh.
Ever Power cần những thông tin kỹ thuật nào từ tôi để có thể cung cấp báo giá chính xác về khớp nối bánh răng cho dự án đường hầm của tôi tại Anh?
Để lập đề xuất khớp nối bánh răng chính xác và chi tiết cho dự án đường hầm của bạn tại Vương quốc Anh, đội ngũ kỹ sư của Ever Power cần những thông tin sau: bản vẽ giao diện động cơ và hộp số thể hiện đường kính trục, kích thước rãnh then và hình dạng mặt bích; giá trị mô-men xoắn định mức và mô-men xoắn cực đại tại vị trí khớp nối; phạm vi tốc độ hoạt động dự kiến; khả năng bù sai lệch góc và hướng tâm cần thiết; điều kiện môi trường (nhiệt độ, sự hiện diện của nước, tiếp xúc với hóa chất); bất kỳ yêu cầu chứng nhận nào áp dụng (dấu CE, cơ quan kiểm định bên thứ ba, tiêu chuẩn vật liệu); và thời gian giao hàng dự kiến của bạn. Việc gửi thông tin này cho [email protected] cho phép các kỹ sư ứng dụng của chúng tôi xem xét thông số kỹ thuật và lập đề xuất thương mại trong vòng bốn mươi tám giờ.
Khớp nối kiểu bánh răng khác với khớp nối kiểu đĩa như thế nào khi được sử dụng trong trục đầu ra hộp số máy khoan hầm TBM, và loại nào tốt hơn cho các dự án đào hầm hạng nặng ở Anh?
Khớp nối đĩa truyền mô-men xoắn thông qua một bó các lá kim loại mỏng, linh hoạt, có khả năng biến dạng để bù đắp sự lệch trục — tạo ra lực phục hồi tỷ lệ thuận với mức độ lệch trục. Trong các ứng dụng đầu ra hộp số TBM tốc độ thấp, mô-men xoắn cao, mô-men phục hồi do khớp nối đĩa tạo ra trong điều kiện lệch trục điển hình của TBM có thể gây quá tải đáng kể cho ổ trục đầu ra hộp số và vòng trong của ổ trục chính. Ngược lại, khớp nối kiểu bánh răng truyền mô-men xoắn thông qua nhiều răng ăn khớp với nhau, trượt lên nhau để bù đắp sự lệch trục mà không tạo ra tải trọng uốn không cần thiết. Đối với các dự án đường hầm hạng nặng ở Anh, nơi hộp số và ổ trục chính chịu biến dạng động dưới tải trọng mặt thay đổi, khớp nối kiểu bánh răng được các kỹ sư thiết kế TBM ưu tiên lựa chọn và được các nhà sản xuất TBM lớn của châu Âu quy định là tiêu chuẩn.
Bạn đã sẵn sàng thiết kế một hệ thống truyền động TBM đáng tin cậy hơn chưa?
Các chuyên gia về khớp nối bánh răng của Ever Power phục vụ các dự án đường hầm và xây dựng ngầm trên khắp Vương quốc Anh, từ Birmingham đến Edinburgh. Hãy gửi cho chúng tôi yêu cầu kỹ thuật của bạn và nhận được bản đề xuất kỹ thuật đầy đủ cùng báo giá cạnh tranh trong vòng 48 giờ.
✉ Liên hệ Ever Power Engineering
chỉnh sửa bởi gzl