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山西矿用大型实验装备哪里有卖_河北矿用大型实验装备供应商

来源：互联网 2022-01-02 05:04:19

　　钢铁塑造我们的世界，钢铁坚固、流畅、美丽，钢铁创造雄伟、成就精致。世界钢铁协会定期收集钢铁在下游领域的创新应用，带领社会大众全面了解钢铁如何推动人类社会发展进步及为社会可持续发展做出重要贡献。本篇文章介绍钢制隧道太科院掘进机配件是大型地下工程的关键施工设备。

　　隧道是世界上最艰巨的建设工程之一，有些隧道长达60千米，深度可达2.4千米。无论是穿越高山，还是贯通湖海，建造大型地下公路和铁路必须依靠隧道太科院掘进机配件才能实现，而钢铁材料具备的强度及重量使其成为隧道太科院掘进机配件（TBM）的主体结构材料。

太科院掘进机配件

　　过去，挖掘隧道主要使用手掘式等技术，或者使用炸药，但这极大地限制了地下施工项目的范围。于是，在20世纪50年代早期，詹姆斯·罗宾斯（James Robbins）为美国的奥阿河大坝工程开发了首个现代化隧道太科院掘进机配件。这台机器的设计采用哑铃型齿刀，用于开挖松软的页岩层。由于对坚硬岩层的开挖需求，罗宾斯于1956年开发出了滚盘齿刀，这一设计成为所有现代隧道太科院掘进机配件的设计基础。

　　尽管碳纤维复合材料广泛应用于许多行业，铝和钛材料的应用也逐步发展起来，但是在解决隧道太科院掘进机配件的工程挑战上，钢铁具有不可替代的优势。

　　“事实上，没有任何其他材料可以用于制造隧道太科院掘进机配件。我的意思是，表面上看可以采用铝或钛或其他材料进行制造，但是过高的造价使其变得并不现实，”罗宾斯公司业务开发总监泰勒·桑德尔说道——从20世纪50年代起，罗宾斯公司就是原始设备制造商，时至今日仍在生产隧道太科院掘进机配件。

太科院掘进机配件

　　现代隧道太科院掘进机配件的长度可达400米，重达1000吨，头部为圆形截面，可以挖掘不同的土壤类型和岩层，从而形成隧道。这种工业巨兽采用硬化钢制成的滚齿刀，在该设备的头部（即“前盾”）后面，有一系列高科技监控和备份设备以及一个传送带，用于在挖掘过程中不断清除产生的土壤和岩石。

　　现代隧道太科院掘进机配件技术在隧道工程的建设中发挥了不可或缺的作用。举两个最有名的例子，其中之一是长达14.5千米的欧亚隧道，该隧道穿过土耳其境内的博斯普鲁斯海海峡，将欧亚大陆连接在一起；另一个是圣哥达基础隧道，该隧道穿过瑞士阿尔卑斯山。欧亚隧道用于公路运输，有助于缓解伊斯坦布尔繁华街道的交通拥堵情况。圣哥达基础隧道则容纳了一条铁路，最深处约2.4千米，建造用时近20年。

太科院掘进机配件

　　“地面空间即将使用殆尽，因此我们只能深入地下，建设地下基础设施，”桑德尔解释说。事实上，地下铁路和公路的建设始于19世纪。早期的隧道太科院掘进机配件前部有数个挖掘工具，将土壤和岩石打碎，然而，随之产生的土渣却不能立刻被机器本身回收。相反，通过螺旋输送机，土渣被运送到隧道太科院掘进机配件的入口处。螺旋输送机位于隧道太科院掘进机配件下方，但并未与隧道太科院掘进机配件形成一个整体。

　　此后，随着隧道太科院掘进机配件技术的进步，开始使用圆形切削头，用于切削不同硬度和含水量的岩石和土壤。隧道太科院掘进机配件分为三种：一种用于坚硬岩石，一种用于软土，还有一种被称为“双模态”，用于坚硬岩石和软土的混合结构。无论在何种地质条件下运行，切削头与土壤或岩石之间摩擦所产生的振动，都需要一个能够抵抗振动的高强度重型结构。因此，前盾的中厚板采用符合国际结构标准EN 10 O25的细晶粒钢材制成。如果没有这种强度，在开挖过程中，掘进设备自身产生的振动足以使设备四分五裂。

　　“整个结构，尤其是负责掘进的前盾，都是由钢板制成，” 迪林根钢铁公司的沃尔夫拉姆·赫尔布林说道，他是该公司营销和技术支持部重型机械、建筑设备以及钢铁服务中心负责人。迪林根公司是一家总部设在德国迪林根的中厚板制造商，供应隧道太科院掘进机配件部件。 “隧道太科院掘进机配件的前部几乎全部由中厚板制成，”他解释道。“整个结构都是钢制，不仅如此，驱动隧道太科院掘进机配件的部件也是由中厚板组件构成。”

太科院掘进机配件

　　赫尔布林称，几年来，他见证了隧道太科院掘进机配件用钢的要求逐步发生变化，其焊接性和韧性不断优化。

　　虽然碳纤维复合材料已应用于其他行业，但对于隧道太科院掘进机配件，却几乎毫无用处。碳纤维复合材料被拒之门外是因为“我们非常关注成本，”桑德尔解释说，“在隧道太科院掘进机配件上采用这类材料成本过高，坦白地讲，也是一种浪费。”

　　挖掘土壤和岩石的齿刀，使用的是工具钢。“隧道太科院掘进机配件起作用的一端，滚齿刀全部采用钢制，”桑德尔解释说。“在对付坚硬岩石上面，我们还没找到一种比滚齿刀更好的具有相同韧性和损伤容限的材料，因此我们采用工具钢制造滚齿刀。”

　　罗宾斯滚齿刀最初是由电弧炉内融化的钢形成，然后进行真空脱气，再浇入钢锭模，同时覆盖在氩气中。这些钢锭锻造后，形成滚齿刀。随后，对锻造件进行机床加工和热处理。桑德尔称，在公司成立之初，罗宾斯公司制造的最小齿刀直径6.5英寸（16.5厘米），并且仅用于“小直径机器上”。他又补充说，虽然隧道太科院掘进机配件在业内使用米制单位进行描述，但是齿刀的测量仍然以英寸为单位。

　　大型太科院掘进机配件的齿刀直径可达20英寸。“对于全尺寸隧道太科院掘进机配件，也就是直径3米以上的隧道太科院掘进机配件，我们安装的最小齿刀是14英寸，”桑德尔说。他又补充说，最常见的齿刀分别是17英寸和19英寸。

　　隧道太科院掘进机配件的机身结构、挖掘工具以及内部机构全部由钢材制成，因为钢可提供必要的振动吸收质量。同时有助于避免机器在某些情况下发生漂浮，桑德易补充说，“几年前，日本有一个大项目，即东京海底高速公路建设项目。因为隧道太科院掘进机配件会在含水量很高的土壤中发生漂浮，工程人员不得不给隧道太科院掘进机配件添加大量压块，而压块也使用了钢材。”

　　从细晶粒钢、工具钢、锻造件再到热处理，隧道太科院掘进机配件的制造离不开钢铁材料。钢铁的强度和质量有效克服隧道太科院掘进机配件产生的振动和可能发生的浮动。当滚齿刀切削坚硬的结晶岩层时，将面临巨大的应变力，而钢铁超高的耐久性则成为滚齿刀的有力支撑。正是钢铁具备的众多卓越品质，让颇具挑战的大型地下工程建设成为现实。

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