Інженерна оптимізація надміцних сталевих колійних ходових частин для тунельних естакадних систем

Для великих проектів будівництва тунелів через річки на півночі Китаю будівельним бригадам потрібна потужна тунельна естакада, яка б встигала за рухом як візка вторинного кріплення, так і тунелепрохідницької машини. Розроблена для роботи з динамічними навантаженнями, що перевищують 25 тонн, ця естакада також повинна часто маневрувати у вологих, брудних умовах тунелю, включаючи ділянки з похилими стволами.

Технічні виклики

Під час етапу проектування команда проекту вирішила кілька ключових інженерних завдань:

1. Змінна несуча здатність ґрунту:Часте накопичення води та м'якого бруду на підлозі тунелю вимагало шасі з мінімальним тиском на ґрунт, щоб усунути ризик просідання під великими навантаженнями.

2. Структурна втома від важкого циклічного навантаження: Шасі естакади повинно витримувати повторювані змінні навантаження під час безперервного руху. Стандартні конструкції з вуглецевої сталі схильні до утворення втомних розтріскування за цих умов.

3. Дуже обмежений робочий простір: Вузький профіль тунелю вимагає системи мобільності, здатної точно позиціонувати в просторі та надійно керувати на низькій швидкості під час повного навантаження.

Технічне рішення

Щоб вирішити ці проблеми, технічна команда YIKANG розробила спеціальне рішення для мобільності на сталевих гусеницях, яке включає такі ключові інновації:

1. Структурна динаміка та цілісність матеріалів

Рама ходової частини головної гусениці виготовлена ​​з високоміцної сталі Q355D, що забезпечує приблизно на 40% вищу межу текучості, ніж стандартний матеріал Q235. Метод скінченних елементів (FEA) був невід'ємною частиною проекту, спрямовуючи стратегічне армування в критичних точках напруження для забезпечення надійного запасу міцності при екстремальних навантаженнях 25-30 тонн.

2. Експертне зварювання та виготовлення

З огляду на критичні вимоги безпеки, всі важливі зварні шви виконувалися вручну майстрами-зварювальниками, що спеціалізуються на важкому обладнанні, протягом понад десяти років.

• Контрольований процес:Сувора процедура, що включає багатоетапний попередній нагрів та багатошарове багатопрохідне зварювання, гарантує повне зварювання кореня.

• Ретельна перевірка:Кожен зварний шов проходить 100% візуальний контроль (VT), доповнений ультразвуковим контролем (UT) на ключових з'єднаннях. Це гарантує відсутність внутрішніх дефектів, таких як пористість або тріщини, для покращеної ударостійкості.

3. Оптимізований їзда та продуктивність

• Надзвичайно низький тиск на ґрунт:Розширені гусеничні башмаки та оптимізована конфігурація катків підтримують тиск на ґрунт ≤55 кПа, що забезпечує надійну роботу в умовах м’якого та багнистого ґрунту.

• Тяга з високим крутним моментом:Вбудована гідравлічна система приводу має автоматичне гальмування, що забезпечує стабільне позиціонування та плавний старт на похилих поверхнях.

Операційні результати

Протягом 12 місяців безперервної експлуатації з моменту розгортання шасі забезпечило виняткову надійність з такими продемонстрованими результатами:

• Безперебійна робота:Досягнуто нульового простою системи мобільності протягом усього етапу прориву тунелю, що безпосередньо сприяє завершенню проекту вчасно.

• Перевірена довговічність:Польові вимірювання підтверджують, що швидкість зносу гусеничних башмаків та опорних роликів в умовах абразивних гірських порід значно нижча за прогнозовану, що збільшує розрахунковий термін служби на 60%.

• Підвищена безпека на місці:Оптимізована конструкція з низьким центром ваги суттєво покращила поперечну стійкість під час рухів естакади, підвищуючи безпеку експлуатації.

Цей проєкт підтверджує, що для високоризикованих та навантажених інфраструктурних застосувань, таких як тунельні естакади, індивідуально розроблене рішення постійно перевершує готовий продукт. Завдяки ретельному контролю над вибором матеріалів, досвіду зварювання та структурної механіки, YIKANG успішно створила міцну та довговічну основу силового агрегату для критично важливого важкого тунельного обладнання.