QJYS-058雙護盾硬巖掘進機
2013年02月01日13:09
北方重工集團有限公司以引洮供水一期工程總干渠9＃隧洞工程為依托項目，開發(fā)研究全斷面硬巖掘進機，以雙護盾硬巖掘進機為重點攻關(guān)課題。針對該9＃隧洞工程的復(fù)雜地質(zhì)條件和特殊的施工環(huán)境，進行了如下技術(shù)研究和創(chuàng)新：1、研究了拓撲優(yōu)化技術(shù)在刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計上的應(yīng)用。依據(jù)地質(zhì)情況，針對性的設(shè)計出了復(fù)合式的刀盤結(jié)構(gòu)，增強了結(jié)構(gòu)的剛度和強度，提高刀盤的承載能力。2、以科羅拉多大學巖石破碎機理為理論基礎(chǔ)，運用模擬仿真分析技術(shù)，優(yōu)化刀具形式、刀具結(jié)構(gòu)和刀具的三維空間布置。制定了一套完整的刀具載荷分析和刀具分布優(yōu)化的流程圖，建立了刀具數(shù)據(jù)庫。3、以理論為基礎(chǔ)，結(jié)合收集分析的實際數(shù)據(jù)，開發(fā)了“全斷面硬巖掘進機刀盤輔助設(shè)計軟件”對刀盤設(shè)計具有指導(dǎo)性意義。4、為滿足工程施工要求，開發(fā)研究了浮動式主驅(qū)動結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)備掘進的精度，降低了糾偏調(diào)向的難度。5、開發(fā)研究出了機械式四連桿管片抓取裝置，大大提高了操作效率，并具有結(jié)構(gòu)簡單，維護方便等特點。6、深入研究了液壓推進系統(tǒng)的比例控制技術(shù)，滿足設(shè)備在非線性變負載工況下實現(xiàn)力和位移的復(fù)合控制。
通過企業(yè)自主研發(fā)和產(chǎn)學研合作，該設(shè)備在研制過程中，制定了5項有關(guān)設(shè)計、檢驗和調(diào)試的產(chǎn)品標準，在國內(nèi)外期刊上發(fā)表了10余篇學術(shù)論文，申請和獲得了8項國家發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠?
該產(chǎn)品開挖直徑5.75米，長約355米，重1960噸，最大推進速度為120mm/min。通過與國際知名公司同類產(chǎn)品的技術(shù)比較，QJYS-058雙護盾硬巖掘進機的整機綜合技術(shù)水平與國外同類產(chǎn)品持平，在反映設(shè)備掘進效率的推進速度上，已經(jīng)領(lǐng)先國際水平。
2011年北方重工集團在國際市場中，又先后簽訂了3臺雙護盾硬巖掘進的設(shè)備訂單，產(chǎn)值接近4億元，為企業(yè)取得了近2000萬的利潤。
國內(nèi)的護盾式硬巖掘進機市場，目前主要依賴國外整機進口。北方重工所研制的雙護盾硬巖掘進機經(jīng)過產(chǎn)品化后，將打破國外技術(shù)壟斷，迅速把我國巖石隧道施工技術(shù)水平提升到新的高度，同時全面遏制國外進口產(chǎn)品高價位，為施工企業(yè)節(jié)約巨額成本。雙護盾硬巖掘進機的研制，還能夠促進和帶動了企業(yè)乃至行業(yè)的機械、電氣、液壓、材料、測控等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成完整的相關(guān)配套產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈，增強企業(yè)科研和創(chuàng)新能力，對提高企業(yè)的自主裝備制造能力具有重大意義。
QJYS-058雙護盾硬巖掘進機的成功研制，不僅填補了國內(nèi)企業(yè)硬巖掘進機整機設(shè)計生產(chǎn)的空白，同時意味著我國已經(jīng)具備了自主研制硬巖掘進機的能力。硬巖掘進機的研制成功，對全面實現(xiàn)隧道掘進機系列化、產(chǎn)業(yè)化，對國家經(jīng)濟安全和國防建設(shè)將產(chǎn)生重要影響，同時也必將為企業(yè)和社會創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
獲獎等級：二等獎
完成單位：北方重工集團有限公司
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