बना गयी 09.04

टीबीएम सुरंग खुदाई मुख्य घटक – कटिंग टूल

टीबीएम सुरंग खुदाई का मुख्य घटक – कटिंग टूल

टीबीएम संरचना – कटिंग टूल्स

टीबीएम कटिंग टूल्स का उपयोग चट्टान और मिट्टी के द्रव्यमान की खुदाई और मशीनिंग के लिए किया जाता है; ये टनल बोरिंग मशीन (टीबीएम) के एक महत्वपूर्ण और घिसाव-प्रवण घटक का प्रतिनिधित्व करते हैं।

उनकी परिचालन स्थिति सीधे तौर पर टनल बोरिंग मशीन (TBM) की उत्खनन दक्षता और सुरंग उत्खनन की लागत दोनों को प्रभावित करती है। TBM के काटने वाले उपकरणों में मुख्य रूप से डिस्क कटर, दांतेदार कटर, स्क्रेपर और अन्य प्रकार शामिल हैं। कटरहेड के भीतर उनकी स्थिति के आधार पर, इन उपकरणों को केंद्रीय कटर, फेस कटर और साइड कटर में वर्गीकृत किया जाता है। केंद्रीय कटर कटरहेड के केंद्र में स्थित होता है; कठोर-चट्टान TBM और मिश्रित शील्ड मशीनों के लिए, केंद्रीय कटर आमतौर पर एक या कई दो-धार वाले डिस्क कटर का उपयोग करता है, जबकि फेस कटर और साइड कटर एकल-धार वाले डिस्क कटर का उपयोग करते हैं।

1. डिस्क कटर

डिस्क कटर एक उपकरण है जिसका उपयोग आमतौर पर टीबीएम (TBM) द्वारा चट्टानी द्रव्यमानों की खुदाई के लिए किया जाता है; यह मुख्य रूप से एक कटर रिंग, कटर बॉडी, कटर बॉडी सील और कटर शाफ्ट से बना होता है। कटर बॉडी पर स्थापित कटर रिंगों की संख्या के आधार पर, कटर को एकल-धार वाले, दोहरे-धार वाले या बहु-धार वाले के रूप में विन्यस्त किया जा सकता है। इनमें से, एकल-धार वाला डिस्क कटर वर्तमान में पूर्ण-चेहरे वाले टीबीएम अनुप्रयोगों में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला कटर प्रकार है और इंजीनियरिंग अभ्यास में चट्टान तोड़ने के लिए सबसे प्रभावी सिद्ध हुआ है।

संचालन के दौरान, मशीन के थ्रस्ट और टॉर्क के प्रभाव में, डिस्क-प्रकार फेस मिल का कटर रिंग चट्टान के द्रव्यमान में प्रवेश करता है, और चट्टान-तोड़ने की प्रक्रिया चट्टान के द्रव्यमान के साथ निरंतर रोलिंग संपर्क के माध्यम से पूरी होती है। डिस्क-प्रकार फेस मिल मुख्य रूप से विशेष स्टील सामग्री से निर्मित होती है; पूरा उपकरण—विशेष रूप से इसका कटर रिंग—पर्याप्त ताकत, कठोरता, दृढ़ता, घिसाव प्रतिरोध, और उच्च तापमान प्रतिरोध से युक्त होना चाहिए।

चित्र | डिस्क-प्रकार हॉब संरचना आरेख

प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और उच्च-शक्ति सामग्रियों के बढ़ते उपयोग के साथ, डिस्क कटर का व्यास और उन पर पड़ने वाला भार लगातार बढ़ रहा है। कटर का व्यास 11 इंच, 12 इंच, 14 इंच, 15.5 इंच, 16.5 इंच, 17 इंच और 19 इंच से लेकर अधिकतम 20 इंच (500 मिमी) तक होता है; संबंधित भार तालिका 2.4 में दर्शाए गए हैं। वर्तमान में, 17 इंच या 19 इंच व्यास वाले कटर सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। बड़े व्यास वाले डिस्क कटर के उपयोग से कटरहेड पर कटरों के बीच की दूरी में उचित वृद्धि संभव होती है, आवश्यक कटरों की संख्या कम हो जाती है, और कटरहेड की प्रणोदन शक्ति बढ़ जाती है। यह न केवल चट्टान-तोड़ने की दक्षता में सुधार करता है, बल्कि काटने के औजारों की सेवा अवधि भी बढ़ाता है, सुरंग खुदाई के दौरान कटर बदलने की आवृत्ति कम करता है, जिससे कुल खुदाई समय बढ़ता है और समग्र खुदाई दक्षता में सुधार होता है।

चित्र | रोलिंग कटर का उपयोग करके चट्टान-तोड़ने की प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख

प्रारंभिक डिस्क-आकार के मिलिंग कटर में V-आकार का कटर रिंग क्रॉस-सेक्शन होता था, जिसमें कटिंग एज कोण सामान्यतः 60°, 75°, 90°, या 120° पर निर्धारित होते थे। कठोर चट्टान की खुदाई करते समय सामान्यतः बड़े कटिंग एज कोणों का उपयोग किया जाता था, जबकि नरम चट्टान संरचनाओं के लिए छोटे कोणों का उपयोग किया जाता था। हालाँकि, V-आकार के कटर रिंग डिज़ाइन से जुड़े तीव्र घिसाव और टूटने की उच्च संवेदनशीलता के कारण, जिससे सुरंग खुदाई की लागत बढ़ जाती थी, इस डिज़ाइन को धीरे-धीरे पारंपरिक कटिंग सतहों वाले कटर रिंगों द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया।

चित्र | कटिंग टूल

2. दांतेदार कटर

दांतेदार कटर मुख्य रूप से रेतीली, गादयुक्त या चिकनी मिट्टी की परतों जैसी नरम मिट्टी की परतों की खुदाई के लिए उपयोग किया जाता है; यह शील्ड मशीनों और मिश्रित शील्ड मशीनों के लिए मुख्य उत्खनन उपकरण के रूप में कार्य करता है। दांतेदार कटर कटरहेड पैनल पर लगाया जाता है; इसका संचालन सिद्धांत डिस्क कटर से भिन्न होता है – चट्टान को तोड़ने के लिए सुरंग के चेहरे पर लुढ़कने के बजाय, दांतेदार कटर कटरहेड के घूमने और उसके जोर से आगे बढ़ने पर खुदाई की गई सामग्री को खोदता है।

चित्र | ब्लेड

3. ब्लेड

स्क्रेपर, जिसे फ्रंट स्क्रेपर और एज स्क्रेपर में वर्गीकृत किया गया है, शील्ड मशीनों और कम्पोजिट शील्ड मशीनों के लिए उत्खनन उपकरण के रूप में कार्य करता है। फ्रंट स्क्रेपर का कटिंग सिद्धांत अपेक्षाकृत सीधा है: यह कटरहेड से संचारित थ्रस्ट का उपयोग करके उत्खनन सतह की मिट्टी में प्रवेश करता है; जैसे ही कटरहेड घूमता है, स्क्रेपर स्पर्शरेखीय बल की क्रिया के तहत मिट्टी को काटता है। एज स्क्रेपर, जो कटरहेड के किनारे पर स्थित होता है, डिस्क कटर द्वारा उत्खनित चट्टान के टुकड़ों को एकत्र करता है; जैसे ही कटरहेड घूमता है, यह मलबा कटरहेड पर स्थित चूट के माध्यम से बेल्ट कन्वेयर में पहुँचाया जाता है।

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