摘 要：盾构机主机的组装、维修过程其前盾翻转工装设计经过，提供安装可靠、便捷、高效的技术工装的探索过程，给技术员提供设计工装借鉴。
　　关键词：盾构机的结构；前盾翻转；工装
　　中图分类号：U455.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）14-0326-02
　　前 言：
　　盾构机是挖掘地铁隧道的最重要、最安全可靠的设备工具。整机分为主机和后配套两大部分；主机又由刀盘、前盾部分、中盾部分、盾尾部分组成。我公司作为南宁地铁施工所用的盾构机生产组装及维护、维修的唯一厂家，在生产和维修时经常要把整个前盾翻转180°才能完成组装或维修。但前盾是个直径6.25m、高2.8m、重约定110多t的圆柱体，前盾外圆不允许焊接吊耳。因此，只能用车间仅有的一台125t的桁起吊，并同时使用正、副吊勾配合才能翻身，但在前盾翻身时我们遇到了个难题，就是每次翻身过程中下面用于翻转的两根钢丝绳不管如何小心慢慢地起勾总是无法避免擦伤盾体表面，而且容易使钢丝绳断股，每次翻转都要花费半天时间。要解决这个问题，最好设计专用的盾体翻转工装。
　　刚开始，我们采用厚度5mm的钢板弯折成2个U形保护块，如图1。原理就是利用2个U形保护块套在前盾的前端耐磨层上沿着前盾可以滑动并利用2根翻转的钢丝绳分别压紧U形保护块，使得U形保护板带动钢丝绳顺着前盾边缘一起滑动，不给钢丝绳直接接触到盾壳上。起到保护前盾和钢丝绳作用，但是这种操作，不安全，也不能完全保护盾体及钢丝绳，而且u型板，起吊一二次几乎变形，不可再用。
　　采用U形保护块使用不理想，只能重新设计工装。在前盾安装螺旋输送机连接螺栓孔的法兰座上装吊耳，利用连接螺机座上的螺栓孔固定吊耳来翻转前盾，工装的连接法兰为保证强度采用和螺机连接法兰一样厚度80mm，材质为Q345B钢板制成；2件采用厚度60mm，材质为Q345B的钢板制作。制造完成后的工装自身重量为1086kg，如图2。
　　虽然从安全上考虑是非常可靠，但这个工装比较笨重，制造成本也很大，且操作起来很不方便。每次翻转盾体前都得先用16颗M30的螺栓及螺母把1t多重的工装拧紧在螺机座上才能翻转盾体。安裝工装时还要先用吊车把前盾抬高1m后再用叉车把工装叉到前盾螺机座法兰上才能用拧上螺栓；安装这个工装需要4个人配合花4h才能完成。然而等翻转盾体后还得拆除螺栓及螺母后再把1t多重的工装卸下来，这个工作同样需要叉车和4个人配合花3h才能完成。这样操作起来非常费时费力成本高。
　　因此，从螺旋机座固定翻转工装设计的方案也达不到高效简便的效果。由此，再换个思维去考虑这个工装的设计思路，想到把2根翻转的钢丝绳撑开，保持打开状态，而且翻转时不接触到盾体表面。本工装主要用厚度60mm材质为Q345B的钢板制作2块吊耳板然后中间加上1根外径为105mm、壁厚5mm、长度3500mm联接。从而使得下面的2根用于翻转的钢丝绳始终保持撑开的状态。如图3，这个工装重241kg；起吊时，只要把下面的2根钢丝绳分别分为2节挂到工装上就可以用了，2个人1h完全可以装好。从安装操作上很方便，但是这种钢丝绳始终处于绷紧旋钮状态，钢丝绳不能自由旋扭，容易崩断钢丝绳。
　　因此，考虑如何解决钢丝绳始终处于绷紧旋钮状态呢？在分析钢丝绳的状态后，想到把钢丝绳的用于翻转的那2根把它分为了节再用可以活的方式联接起来。由此相当于给钢丝绳加个软性的、可以旋转的功能，通过把工装改进了一下，就解决了问题，如图4。本工装用2块60mm厚度材质为Q345B的钢板作为连接钢丝绳吊装板。中间是用2块40mm厚度材质为Q345B的钢板做成拉杆。再用2组M36×140的螺栓螺母把拉杆和连接钢丝绳吊装板装在一起。总重量为340kg，这个只要把下面的2根钢丝绳分别分为2节挂到工装上就可以用了，2个人0.5h左右完全可以装好。安装操作上很方便，这种钢丝绳始终处于撑开并自由旋扭状态。
　　这样现在利用这个工装来的翻转盾再也不怕伤到盾体而且也不会拧断钢丝绳了。而钢丝绳寿命大大的提高而且操作简便又安全，工装还可以多次重复使用，如图5。
　　结束语，通过五次反复地实践及修改设计，最终盾体翻转工装达到了比较理想的使用效果。
　　参考文献
　　[1]成大先.机械设计手册[K].北京：化学工业出版社，2005.
　　[2]唐经世，唐元宁.掘进机与盾构机（第2版）.北京：中国铁道出版社，2009.
　　收稿日期：2018-4-13
　　作者简介：李春光（1977-），男，广西武鸣人，工程师，学士学位，研究方向为盾构机的生产、组装、维修。