CN113586138A - 一种斜井tbm用溜渣槽 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种斜井TBM用溜渣槽。斜井TBM用溜渣槽，包括：底板，沿前后方向延伸；侧板，设置有两个，两个侧板设置在底板的左右两侧；还包括：圆弧段，处于底板与相应侧板之间，圆弧段一体弯折成型在底板和侧板中的其中一个上，底板和侧板中的另一个与圆弧段焊接连接。通过将侧板与底板一体成型改成焊接连接，使得侧板与底板焊接之前，可以较为方便的通过折弯设备在侧板或底板上折弯出弧度较大的圆弧段，以利于渣料的下溜，使得渣料不容易在圆弧段处堆积，提高了出渣效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种斜井TBM用溜渣槽。
背景技术
TBM硬岩隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送泥渣、拼装隧道衬砌等功能，已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。常规的TBM掘进机适用于±5%坡度的平洞施工，而大坡度的斜井TBM掘进机可以解决大坡度倾斜隧洞的开挖难题。
申请公布号为CN112412478A的中国专利文献公开了一种隧道斜井施工***，包括自溜出渣装置，自溜出渣装置包括U型溜渣槽，U型溜渣槽包括底板和侧板，两侧板的上部可拆连接有盖体，U型溜渣槽和盖体围成密封腔道，以供渣料下溜。
由于上述的U型溜渣槽一体加工成型，导致其侧板和底板的连接位置处不容易弯折圆弧，进而导致渣料容易在侧板和底板连接位置处堆积，影响出渣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种斜井TBM用溜渣槽，以解决现有技术中U型溜渣槽一体加工成型，导致其侧板和底板的连接位置处不容易弯折圆弧的技术问题。
为实现上述目的，本发明斜井TBM用溜渣槽的技术方案是：
斜井TBM用溜渣槽，包括：
底板，沿前后方向延伸；
侧板，设置有两个，两个侧板设置在底板的左右两侧；
还包括：
圆弧段，处于底板与相应侧板之间，圆弧段一体弯折成型在底板和侧板中的其中一个上，底板和侧板中的另一个与圆弧段焊接连接。
有益效果是：通过将侧板与底板一体成型改成焊接连接，使得侧板与底板焊接之前，可以较为方便的通过折弯设备在侧板或底板上折弯出弧度较大的圆弧段，以利于渣料的下溜，使得渣料不容易在圆弧段处堆积，提高了出渣效率。
作为进一步的改进，所述底板的内侧设有耐磨层。
有益效果是：耐磨层能够提高底板的耐磨性能，从而减少溜渣槽的更换次数。
作为进一步的改进，所述耐磨层中Ni粉为15%-20%，WC粉为20%-29%，Co粉为5%-10%，金刚石粉末为2%-5%，余量为Fe粉。
有益效果是：在现有Ni、WC等常规耐磨粉末中，加入一定含量的金刚石粉末，以提高耐磨性；金刚石粉末含量高，不易于熔覆，而将金刚石粉末的含量选择为2%-5%，能较好的满足耐磨层在底板上的熔覆面积和熔覆厚度。
作为进一步的改进，所述金刚石粉末的表面具有金属镀层。
有益效果是：因为金刚石粉末在高温下易碳化，镀层后，高温先作用在金属镀层上，延缓了向金刚石传递，以保护金刚石粉末。区别是选择的不同镀层厚度，镀层厚度和金刚石粉末的含量和焊接温度有关。
作为进一步的改进，所述金属镀层的厚度为0.2-0.25um。
有益效果是：根据金刚石粉末为2%-5%和焊接温度为1050-1100℃的工艺特点，金属镀层的厚度设计为0.2-0.25um时，可有效控制焊接过程中金刚石粉末表面的温度不高于700℃，确保金刚石粉末的性能。
作为进一步的改进，所述Ni粉的粒度为20-60目，WC粉的粒度为60-100目。
有益效果是：由于粗粒度的粉料耐磨性一般高于细粒度的粉料，而WC粉又比Ni粉耐磨性强，为了使Ni粉和WC粉的耐磨性能相匹配，以共同发挥作用，因此选用细粒度的WC粉和粗粒度的Ni粉；此外，Ni粉和WC粉的粒度有区别，使得细粒度的WC粉更容易均匀的分布在粗粒度的Ni粉中。
作为进一步的改进，所述耐磨层的厚度为1-3mm。
有益效果是：耐磨层的厚度大会导致焊接工艺复杂，耐磨层的厚度小则不满足使用距离要求，因此，考虑到熔覆焊接的难度和斜井的掘进里程，将耐磨层的厚度设计为1-3mm，满足斜井的掘进里程，且焊接难度相对较小。
作为进一步的改进，所述耐磨层通过激光或等离子熔覆的方式成型在底板的内侧面上。
有益效果是：这样设计，能够提高底板的耐磨性和稳定性，利于长距离使用，减少溜渣槽的更换次数。
作为进一步的改进，所述圆弧段的半径为10-20mm。
有益效果是：圆弧段的半径相对较大，有利于渣料的下溜，使得渣料不容易在圆弧段处堆积。
作为进一步的改进，所述斜井TBM用溜渣槽还包括盖板，圆弧段一体折弯成型在侧板上，侧板的上端还折弯成型有固定翻边，盖板通过固定螺钉固定在固定翻边上。
有益效果是：这样设计，有利于将盖板固定在侧板上。
作为进一步的改进，所述底板为平板。
有益效果是：不仅便于底板的加工，而且也有利于耐磨层成型在底板上。
作为进一步的改进，所述侧板和/或底板为低碳合金钢，低碳合金钢中各成分的质量分数为C：0.15-0.20%、Si：0.20-0.40%、Mn：0.50-0.80%、W：0.50-0.80%、Mo：0.15-0.25%、V：0.15-0.20%、Ti：0.07-0.10%，余量为Fe和杂质。
有益效果是：考虑到溜渣槽的应用工况，在传统低碳钢元素中加入W和少量的V、Ti元素，W、V元素可提高侧板的硬度和耐磨性，同时W元素可细化晶粒，降低钢的过热倾向，阻止回火脆性发展，在底板焊接耐磨层时减少底板变形；少量的Ti能与低碳钢中的杂质S作用，降低S的热脆作用，提高整体的韧性。
附图说明
图1为本发明斜井TBM用溜渣槽的结构示意图；
图中：1、侧板；2、底板；3、耐磨层；4、圆弧段；5、焊缝；6、固定翻边；7、盖板；8、固定螺钉。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明斜井TBM用溜渣槽的实施例1：
如图1所示，斜井TBM用溜渣槽为上大下小的梯形槽，包括底板2、侧板1以及盖板7，底板2为平板且沿前后方向延伸，盖板7为平板且沿前后方向延伸。其中，底板2的长度为1.5-1.8m。在其他实施例中，底板可以为弧形板。
本实施例中，侧板1设置有两个，两个侧板1分别设置在底板2的左右两侧；在底板2与相应侧板1之间设有圆弧段4，圆弧段4一体折弯成型在侧板1的下端，侧板1通过圆弧段4与底板2焊接连接在一起。其中，底板2与圆弧段4之间形成焊缝5。这样设计，在侧板1与底板2焊接之前，可以较为方便的通过折弯设备在侧板1上折弯出弧度较大的圆弧段4，优选的，圆弧段4的半径为15mm，以利于渣料的下溜，使得渣料不容易在圆弧段4处堆积，提高了出渣效率。在其他实施例中，圆弧段的半径为10或20mm。
本实施例中，侧板1的上端一体折弯成型有固定翻边6，盖板7通过固定螺钉8固定在固定翻边6上。
本实施例中，侧板1和底板2均由低碳合金钢制成，该低碳合金钢中各成分的质量分数为C：0.15%、Si：0.40%、Mn：0.60%、W：0.80%、Mo：0.25%、V：0.20%、Ti：0.10%，余量为Fe和杂质。考虑到溜渣槽的应用工况，在传统低碳钢元素中加入W和少量的V、Ti元素，W、V元素可提高侧板的硬度和耐磨性，同时W元素可细化晶粒，降低钢的过热倾向，阻止回火脆性发展，在底板焊接耐磨层时减少底板变形；少量的Ti能与低碳钢中的杂质S作用，降低S的热脆作用，提高整体的韧性。
如图1所示，在底板2的内侧设有耐磨层3，耐磨层3能够提高底板2的耐磨性能，从而减少溜渣槽的更换次数。在其他实施例中，底板的内侧不设置耐磨层，底板自身采用耐磨性能较好的材料制成。
本实施例中，由于耐磨层3的厚度大会导致焊接工艺复杂，耐磨层3的厚度小则不满足使用距离要求，因此，考虑到熔覆焊接的难度和斜井的掘进里程，将耐磨层3的厚度设计为2mm，即满足斜井的掘进里程，减少溜渣槽的更换次数，而且焊接难度也相对较小。在其他实施例中，耐磨层的厚度可以为1mm或3mm。
本实施例中，耐磨层3中各成分的质量分数为：Ni粉为15%，WC粉为29%，Co粉为8%，金刚石粉末为5%，其余为Fe粉。在现有Ni、WC等常规耐磨粉末中，加入一定含量的金刚石粉末，以提高耐磨性；金刚石粉末含量高，不易于熔覆，而将金刚石粉末的含量选择为5%，能较好的满足耐磨层在底板上的熔覆面积和熔覆厚度。
本实施例中，由于粗粒度的粉料耐磨性一般高于细粒度的粉料，而WC粉又比Ni粉耐磨性强，为了使Ni粉和WC粉的耐磨性能相匹配，以共同发挥作用，因此，将WC粉的粒度选择为80目，将Ni粉的粒度选择为40目；此外，Ni粉和WC粉的粒度有区别，使得细粒度的WC粉更容易均匀的分布在粗粒度的Ni粉中。在其他实施例中，Ni粉的粒度可以为20或60目，WC粉的粒度可以为60或100目。
本实施例中，金刚石粉末的表面具有金属镀层，金属镀层包括Ni和Ti，因为金刚石粉末在高温下易碳化，镀层后，高温先作用在金属镀层上，延缓了向金刚石传递，以保护金刚石粉末。其中，在金刚石粉末表面镀层的工艺为现有成熟技术。
本实施例中，根据金刚石粉末为5%和焊接温度为1050-1100℃的工艺特点，金属镀层的厚度设计为0.2um时，可有效控制焊接过程中金刚石粉末表面的温度不高于700℃，确保金刚石粉末的性能。
本实施例中，耐磨层3通过激光熔覆的方式成型在底板2的内侧。具体的，将Ni粉、WC粉、Co粉混合后放入第一喷枪中，将金刚石粉末和Fe粉放入第二喷枪中；第一喷枪中的混合粉料以第一设定角度喷射于底板的内侧面形成熔池，第二喷枪中的混合粉末以第二设定角度喷射入熔池中并包含于第一喷枪的合金粉层中，以形成耐磨层3。在其他实施例中，耐磨层可以通过等离子熔覆的方式成型在底板的内侧面上。
在加工时，先在底板2上熔覆成型耐磨层3，再将两个侧板1分别焊接在底板2的左右两侧；之后，通过固定螺钉8将盖板7固定在两个侧板1的固定翻边6上，最终形成斜井TBM用溜渣槽。
本发明斜井TBM用溜渣槽的实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，耐磨层3中各成分的质量分数为：Ni粉为15%，WC粉为29%，Co粉为8%，金刚石粉末为5%，其余为Fe粉。本实施例中，耐磨层中各成分的质量分数为：Ni粉为15%，WC粉为29%，Co粉为8%，金刚石粉末为2%，其余为Fe粉。在其他实施例中，Ni粉、WC粉、Fe粉以及Co粉的比例可以根据需要选择，只要保证金刚石粉末为2%-5%即可。
本发明斜井TBM用溜渣槽的实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，斜井TBM用溜渣槽还包括盖板7，侧板1的上端折弯成型有固定翻边6，盖板7通过固定螺钉8固定在固定翻边6上。本实施例中，侧板的上端不设置固定翻边，而是在侧板上端设有螺柱，在盖板上设有穿孔，盖板放置在侧板上后，盖板上的穿孔穿过螺柱，并通过螺母将盖板固定在侧板上。
本发明斜井TBM用溜渣槽的实施例4：
本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，低碳合金钢中各成分的质量分数为C：0.15%、Si：0.40%、Mn：0.60%、W：0.80%、Mo：0.25%、V：0.20%、Ti：0.10%，余量为Fe和杂质。本实施例中，低碳合金钢中各成分的质量分数为C：0.20%、Si：0.30%、Mn：0.80%、W：0.60%、Mo：0.15%、V：0.15%、Ti：0.07%，余量为Fe和杂质。
本发明斜井TBM用溜渣槽的实施例5：
本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，金属镀层的厚度为0.2um。本实施例中，金属镀层的厚度为0.25um。在其他实施例中，金属镀层的厚度可以为0.2um和0.25um之间的任意数值。
本发明斜井TBM用溜渣槽的实施例6：
本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，圆弧段4的半径为15mm，使得圆弧段4的弧度较大，以利于渣料的下溜。本实施例中，圆弧段的半径为20mm，使得圆弧段的弧度较大，以利于渣料的下溜。在其他实施例中，圆弧段的半径可以为10mm。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.斜井TBM用溜渣槽，包括：
底板（2），沿前后方向延伸；
侧板（1），设置有两个，两个侧板（1）设置在底板（2）的左右两侧；
其特征在于，还包括：
圆弧段（4），处于底板（2）与相应侧板（1）之间，圆弧段（4）一体弯折成型在底板（2）和侧板（1）中的其中一个上，底板（2）和侧板（1）中的另一个与圆弧段（4）焊接连接。
2.根据权利要求1所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述底板（2）的内侧设有耐磨层（3）。
3.根据权利要求2所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述耐磨层（3）中Ni粉为15%-20%，WC粉为20%-29%，Co粉为5%-10%，金刚石粉末为2%-5%，余量为Fe粉。
4.根据权利要求3所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述金刚石粉末的表面具有金属镀层。
5.根据权利要求4所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述金属镀层的厚度为0.2-0.25um。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述Ni粉的粒度为20-60目，WC粉的粒度为60-100目。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述耐磨层（3）的厚度为1-3mm。
8.根据权利要求2至5中任一项所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述耐磨层（3）通过激光或等离子熔覆的方式成型在底板（2）的内侧面上。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述圆弧段（4）的半径为10-20mm。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述斜井TBM用溜渣槽还包括盖板（7），圆弧段（4）一体折弯成型在侧板（1）上，侧板（1）的上端还折弯成型有固定翻边（6），盖板（7）通过固定螺钉（8）固定在固定翻边（6）上。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述底板（2）为平板。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的斜井TBM用溜渣槽，其特征在于，所述侧板（1）和/或底板（2）为低碳合金钢，低碳合金钢中各成分的质量分数为C：0.15-0.20%、Si：0.20-0.40%、Mn：0.50-0.80%、W：0.50-0.80%、Mo：0.15-0.25%、V：0.15-0.20%、Ti：0.07-0.10%，余量为Fe和杂质。
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| CN202110773274.4A CN113586138A (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 一种斜井tbm用溜渣槽 |
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| CN202110773274.4A CN113586138A (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 一种斜井tbm用溜渣槽 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116556983A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-08-08 | 上海勘测设计研究院有限公司 | 一种抽水蓄能电站斜井tbm开挖的电动出渣装置及使用方法 |
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2021
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