盾构机仿真仿真模拟实训装置选用泥水式盾构机原型作为制作蓝本,按比例设计加工制作;通过观摩学习与操作演示、数据测试模拟,适用于大中专院校教学实验、培训等多层次课堂实训教学,培养复合型、交叉型的人才。
泥水式盾构机仿真模拟实训装置集演示实训教学、数据采集模拟、三维虚拟仿真、考核培训系统于一体,实现了仿真模拟通过计算机操控演示得到各系统设备运行参数、运行控制、实时数据模拟(测点布置)等功能。含品牌PLC智能模块,机构通过布局多处测点位置,安装仪表、传感器等仪器设备与计算机连接,计算机软件界面显示不同时间段数值信号,达到教学培训的目的。(品牌天宇仿真)
泥水式盾构机仿真模拟实训装置在教学实践中的应用,不仅使学员对机组的布局模块、设备系统与实际应用、设备的结构组成、机组的运行演示、机组的运行数据采集等进行初步了解,还可通过演示操作来加深学员对各组成功能布局的认识。突出强化实践教学在学生基本技能和创新能力培养中的作用。充分保证学生、学员获得足够时间高质量“真刀真枪”的实际职能岗位动手技能训练,实现与工程实践的近距离接触,训练学员从事从事隧道施工设备领域的研究、规划、设计、施工和管理等方面工作的基本技能;达到“教、学、训”一体化功能。
功能性:盾构机仿真模拟实训系统教学系统建设对完成学员的实践教学任务,培养具有创新能力、创新意识和适应变的应用型技术人才发挥重要作用的同时,发挥其非土木专业职员的技能培训、职业技术、生产开发和新的教培方式应用推广。
系统总体要求:1、系统硬件需采用目前装置先进的“激光金属雕刻机”进行加工,确保其结构强度,又不失其精美度;2、系统可人工/计算机操作控制。需配有手动操作盘,可与自动切换使用,声光电系统、电脑软件控制系统二者合一,可实现解说、装置展示同步进行;3、需配合逻辑电路,可防手动时的误操作;4、系统的主体材质为金属,且金属构件传动,坚固耐用,可解后顾之忧;5、系统的地层表现为玻璃钢整体成型,刚柔并举,防潮防腐;6、整套系统需是弱电控制,以确保安全可靠。配有背景音乐的解说,专用功放推动;7、可实现电脑操控测量,本装置预留电脑测控端口,可根据需要升级为电脑测控效果,部分数据{如系统温度等}进行电脑模拟;8、整套系统造型逼真、分段制作,整体组装,确保接合自然;
组成要求:1、需体现盾构机系统的主要结构,本系统制作中具体体现主要结构有:刀盘、装片机、液压推进千斤顶、螺旋输料机、皮带运输机、管片吊、轨道、电瓶机车、车箱、行车附属设备、灌浆泵、控制舱、高压柜、轨道辅机、电源柜、脱水泵、液压机、管片堆放传送带等;2、需体现盾构机系统的主要运行原理,盾壳装置制造时,分切口环、支承环、盾尾三部分进行,通过其内的大梁和中心横梁原部件,盾尾钢丝刷设置3道;3、需体现盾构机系统的推进系统,对推进千斤顶及其布置进行重新设计,盾构设置7个,220 mm长行程千斤顶, 15个140 mm短行程千斤顶。千斤顶均布, 22个千斤顶中设计4个可单独控制伸缩,并分4个“液压”分区进行压力控制,其中1、2、4分区中的第7、18、22号千斤顶安装行程传感器。错缝拼装时利用特殊设计靴板,以避免千斤顶推力直接作用于管片接缝上。
4、需体现盾构机系统的拼装机,拼装机主体结构缩小制作,可绕中心横梁旋转,并增加配重块;装置对压力油箱进行改造,增装遥控功能。
5、需体现盾构机系统的螺旋机,螺旋机主体结构按比例,可制作体现进料槽。进料槽与切口环焊接成一体,闸门开度这里采用手动式,取代“检测拉绳式传感器”。
6、盾构机系统的皮带机在保持原结构的基础上,需进行适当的设计改造,体现输泥效果。
7、盾构机系统制作需体现一个“地层剖面”,以泥土沉积层为剖面主要表现效果,“地层剖面”长度和高度需略大于盾构机及其施工项目总体布置的总尺寸,需给人一种“正在处于工作状态”的感觉。
8、“盾构机系统”需整体制作成已开挖并安装了管片的部分半剖隧道,前段为正在工作中的盾构机后段为可以通过剖开的部分观察到:盾构机的整机结构、工作原理、大小比例及其相互位置关系等都尽显其中。如:旋转的刀头、推进千斤顶、管片自动拼装器、管片堆放传送带、管片起重机、液压装置、控制室、行走轨道等设备设施的细节。
9、盾构机系统管片制作需采铝合金材料制作出10片规格形状不完全一样的管片,其中6片正好一圈,1片用作在装片机的装片演示。另外3片考虑到其管片容易丢失而作为配件。其他则需采用一整块铝合金加工而成,用激光机将打出环状且显“错位砖”效果接缝并最终制作出管片衬砌外壳效果。并用区别于其管片颜色的色彩,喷涂出每一个环圈都有的,该环圈最后安装的管片。
10、动态仿真演示:刀盘持续旋转,被切下的渣土经刀槽进入泥土仓,被切削下来的碴土充满泥土仓,碴土由螺旋输送机从泥土仓中运输到皮带输送机上,后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中,再通过竖井运至地面。此操作过程要完全按照流程。由电动葫芦吊起管片向前运送到管片小车上,由管片小车再向前运送,供给管片拼装机使用。可以完成管片的仿真拼装,采用9大1小的拼装管片。通过拼装机的控制器可以完成拼装机的旋转,平移,伸缩动作。
材质要求:1、不锈钢.亚克力、ABS、金属铜、铝合金、有机玻璃等2、亚克力、ABS表面为汽车烤漆,不锈钢本色酸洗钝化,铝合金阳易氧化或汽车烤漆,确保模型表面颜色的稳定和持久3、主要构件、主体支架、其他受力部分、传动装置使用金属构件,各部件均按实物颜色喷漆,皮带机循环转动.采用金属铜制作,表面是白色。
4、模型内部要做202不锈钢材料框架(矩形管或者圆管,不锈钢国标厚度≥1mm),方便整体运输和拆装。外表面设置装饰板料,喷漆或者用原色,漆面要求光亮平滑,做到钢琴烤漆色泽,边角处理到位。灯光效果,采用LED发光源,亮度要求可以做一定的调整。动作机构,例如运输车辆,有单线路控制,当屏幕内控制点到介绍物流的时候,小车开始运动。LED演示物料,灯光要连续,亮度高的灯带。设备模型上的栏杆,罐体要求制作精良。外部喷漆,要求光泽明显,平滑,有汽车外壳的烤漆效果。设备,物流区域推荐采用模块化独立分区拆装设计,便于维修和拆装修补。
5、盾构机壳体外径:750mm机壳厚度:10mm长度:9m(最终长度根据实际情况可以进行适当调整)采用有机玻璃制作,表面喷2k金属漆。支撑架采用不锈钢制作 控制电器部分要求:1、独立的三菱PLC,要求质量稳定性,PLC控制点数不少于60点。方便以后扩展和调整。每个线路控制节点终端要设置一个保险丝或者单向电路,防止静电或者浪涌导致的线路传感器的损坏。
2、线路使用纯铜电线,普通照明电线粗细截面要求≥1.5mm2,功率大于100瓦的电器件要求使用2.5mm2的电线。线路之间整齐,用塑料扣带锁好,线路标清走向和使用点。
3、传感器、限位模块,光感模块使用欧姆龙或者施耐德,西门子.品牌4、总电源位置设置一个功率在1000瓦左右的220V稳压器,防止外接电源对模型内部的损坏。
5、电器原理图,要求给一张电路走向,开关位置、传感器位置、型号的说明。
多媒体演示系统要求:1、可通过电脑来控制盾构机的动态演示,可以完成刀盘360度转动演示、皮带机循环转动演示、螺旋输送机转动演示、推进油缸伸缩演示等。通过数据采集系统,指导老师就可以在监控室中实时监控盾构机各系统的运行状况。数据采集系统还可以完成以下任务:用来查找盾构机以前掘进的档案信息,通过与打印机相连打印各环的掘进报告,修改隧道中盾构机的PLC的程序等等。
2、提供媒体资料来展现盾构机的整体结构,让学生对盾构的结构系统有一个更深入的了解
3、提供动画来展示盾构机工作的全部过程,包括控制过程各部件的动作、管片拼装成形的运动情况以及盾构机的排土机构的工作情况
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