盾構機中盾后部法蘭面與尾盾法蘭面螺栓孔鉆孔用鉆模

高 進 林朋朋 鐘 磊

（濟南重工股份有限公司，濟南 250000）

盾構機主要由刀盤、盾體、管片安裝機、螺旋輸送機、后配套系統等部分組成，盾體是盾構機的主要部件。盾體是由鋼板焊接加工成的圓柱筒體，是承受地下水壓、土壓力、盾構千斤頂的推力、管片拼裝時的附加力及各種施工載荷的承力鋼結構，同時也保護操作人員安全。盾體分為前盾、中盾和尾盾三部分，如圖1所示。

圖1 盾構機組裝示意圖

1 盾體法蘭面上螺孔原來的加工方式

盾體之間的連接主要靠法蘭面上的螺栓把合。各個盾體之間的螺栓孔的位置度要求非常嚴格，這樣才能保證螺栓順利通過。比如，中盾后部與尾盾的連接通過其法蘭面上的凸臺凹槽進行定位，再通過螺栓把合連接牢固，原來工藝是先加工出尾盾法蘭面上的螺栓孔，再將尾盾放在中盾后部上，進行號孔，如圖2、圖3和圖4所示。尾盾在上面，中盾后部在下面，工人在盾體里面號孔，盾體豎起來高度有5m多且盾體內部沒有護欄，存在安全隱患而且操作不方便，尾盾、中盾的加工進度不一樣，需要等到尾盾加工完成后，才能號劃鉆中盾后部的螺栓孔，影響工期。

為了解決這個問題，從實際生產需要、工藝方案的可行性方面入手，筆者設計了一個鉆孔用鉆模。這個鉆模既可以鉆中盾后部法蘭面上的螺栓孔，也可以用來鉆尾盾法蘭面上的螺栓孔。

2 設計鉆模，代替利用盾體號孔

盾體法蘭面的直徑約為6m，要是將鉆模設計成整圓，吊裝、使用不是很方便，故將鉆模設計成兩半，一個80°，一個100°，組合后為180°。鉆模一次上活可以加工出法蘭面上一半的螺栓孔，加工完一半孔后，將鉆模沿順時針方向旋轉180°，就可以加工另一半的螺栓孔。考慮到中盾后部法蘭面與尾盾法蘭是靠凸臺、凹槽定位，并靠中盾法蘭面的凸臺扣入尾盾法蘭的凹槽內實現定位，從這一點出發，考慮鉆模的定位問題，將鉆模（共兩個面）的一個面設計成凹槽，另一面設計成凸臺[1-2]。

圖2 中盾后部加工圖

圖3 尾盾加工圖

圖4 號孔時狀態

圖5 80°鉆模圖

圖6 100°鉆模圖

圖7 鉆模使用圖

因此，在使用過程中，鉆中盾法蘭面的螺栓孔時，凹槽的那一面與中盾法蘭面定位，鉆尾盾法蘭面的孔時，將有凸臺的那一面與尾盾法蘭定位。這樣鉆模正反兩面都可以使用，替代了用尾盾號孔的問題，解決了實際生產中的難題。另外，80°的鉆模打刻0°標記，100°鉆模打刻270°標記，使用時0°、270°標記與盾體法蘭上的0°、270°標記重合對齊，旋轉180°后，鉆模上的0°、270°標記分別與盾體法蘭面的180°、90°標記對齊。鉆模的加工和使用如圖5、圖6和圖7所示。

3 鉆模的加工及使用注意事項

為了保證鉆模的準確性及使用的方便性，采用50mm的鋼板下料，所有的面均進行加工，安排在XK2125數控鏜銑床上加工上下平面，凹槽、凸臺及鉆模上的所有孔，這樣不僅能保證平面的平整度，還能保證凸臺、凹槽尺寸和所有孔的位置的準確性。在加工過程中，為了保證鉆模的精度要求，上下平面均按粗加工、半精加工、精加工進行安排，充分釋放工件的加工應力，使工件的變形盡量減小，保證工件的平整度，并按圖紙要求在鉆模上打刻0°、270°標記。加工完成后，經過測量，鉆模尺寸公差均在圖紙的要求范圍內，滿足了設計要求[3]。

鉆模加工完成，鉆模的精度達到了圖紙的設計要求，能夠利用鉆模加工出正確的孔。在使用時，加工中盾后部法蘭面的螺栓孔時，只要將兩個鉆模放在中盾后部法蘭面上，鉆模凹槽的那一平面扣入中盾后部法蘭面的凸臺中，鉆模的0°、270°分別與中盾后部的0°、270°重合，利用U性卡子將鉆模與法蘭面把合牢固，就可以順利鉆孔。加工完后，鉆模轉180°，鉆模的0°與中盾后部法蘭180°對齊，鉆模的270°與中盾后部法蘭的90°對齊，加工剩余一半的螺栓孔。加工尾盾時也是一樣的道理，將鉆模凸臺的那一面與尾盾法蘭面的凹槽對貼合，鉆模的0°、270°分別與尾盾法蘭的0°、270°對齊，利用U型卡子將鉆模與法蘭面把合牢固，就可以進行鉆孔，加工完后，轉180°，繼續加工剩余的螺栓孔。

4 結語

通過鉆模的設計，使用盾體進行號孔的工序得以減少。中盾后部加工與尾盾的加工可以分別進行，企業不用再為了鉆孔而延遲加工進度，這樣既簡化了加工方法，又提高了工人的加工效率。