आधुनिक सुरंग निर्माण में, सुरंग ड्रिलिंग मशीन (टीबीएम) महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में कार्य करती है जिसका प्रदर्शन सीधे परियोजना की दक्षता और गुणवत्ता को निर्धारित करता है।एक टीबीएम के "दिल" के रूप में कार्य करना, धक्का, कटरहेड ड्राइव और खंड निर्माण सहित मुख्य कार्यों को शक्ति देता है।रेक्सरोथ ए4वीएसजी श्रृंखला अक्षीय पिस्टन चर विस्थापन पंप उनके उत्कृष्ट प्रदर्शन और विश्वसनीयता के कारण वैश्विक टीबीएम निर्माताओं के लिए पसंदीदा हाइड्रोलिक बिजली स्रोत बन गए हैं.
20वीं शताब्दी के मध्य में अपने विकास के बाद से, अक्षीय पिस्टन पंप तकनीक उच्च दबाव वाली हाइड्रोलिक प्रणालियों में एक अपरिवर्तनीय प्रमुख घटक बन गई है।पारंपरिक गियर पंपों और फ्लेन पंपों की तुलना में, अक्षीय पिस्टन चर विस्थापन पंप उच्च कार्य दबाव, वॉल्यूमेट्रिक दक्षता,और व्यापक प्रवाह समायोजन रेंज उन्हें विशेष रूप से मांग वाले टीबीएम अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है.
रेक्सरोथ ए4वीएसजी श्रृंखला में स्वैशप्लेट प्रकार के अक्षीय पिस्टन चर विस्थापन डिजाइन की विशेषता है जो स्वैशप्लेट कोण को बदलकर चरणहीन विस्थापन समायोजन प्राप्त करता है।इस डिजाइन पंप स्थिर घूर्णन गति बनाए रखते हुए सिस्टम की मांग के अनुसार स्वचालित रूप से आउटपुट प्रवाह को समायोजित करने के लिए सक्षम बनाता हैउच्च चर भार वाले टीबीएम जैसे उपकरणों के लिए,अक्षीय पिस्टन चर विस्थापन पंपों की यह विशेषता ऊर्जा उपयोग दक्षता में काफी सुधार करती है.
· कामकाजी दबाव सीमा: अधिकतम 400 बार, 350 बार पर निरंतर संचालन, टीबीएम के उच्च दबाव हाइड्रोलिक आवश्यकताओं को पूरा करना
· विस्थापन सीमा: 28-1000 ml/rev, विभिन्न TBM विनिर्देशों के लिए शक्ति आवश्यकताओं को कवर करता है
· वॉल्यूमेट्रिक दक्षता: 98% तक, ऊर्जा हानि को कम करना
· शोर नियंत्रण: अनुकूलित पिस्टन और स्लिपर डिजाइन ऑपरेशन शोर को 80 डीबी से कम रखता है
टीबीएम में निरंतर संचालन की आवश्यकता को पूरा करने के लिए, ए4वीएसजी अक्षीय पिस्टन पंप में विश्वसनीयता बढ़ाने वाली कई प्रौद्योगिकियां शामिल हैंः
· उत्कृष्ट प्रभाव और कंपन प्रतिरोध के साथ उच्च शक्ति नोड्यूलर कास्ट आयरन आवास
· उच्च पहनने के प्रतिरोध के लिए कठोर क्रोम-प्लेट पिस्टन और विशेष रूप से इलाज किए गए सिलेंडर छेद
· सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए अनुकूलित असर व्यवस्था
• स्थिति की निगरानी के लिए एकीकृत तापमान और दबाव सेंसर इंटरफ़ेस
आधुनिक टीबीएम हाइड्रोलिक प्रणालियों में आम तौर पर निम्नलिखित उपप्रणाली शामिल हैंः
मुख्य धक्का प्रणाली: आगे की प्रणोदन शक्ति प्रदान करता है
काटने वाले सिर के ड्राइव सिस्टमः घूर्णन काटने वाले पहिया को संचालित करता है
· सेगमेंट इरेक्शन सिस्टमः सेगमेंट इंस्टॉलेशन मैनिपुलेटर को सटीक रूप से नियंत्रित करता है
· सहायक प्रणालियाँ: इसमें फ्यूटिंग, मैट ट्रांसपोर्टेशन और अन्य समर्थन कार्य शामिल हैं
इन उपप्रणालियों में, अक्षीय पिस्टन चर विस्थापन पंप मुख्य रूप से मुख्य जोर और कटरहेड ड्राइव सिस्टम की सेवा करते हैं जिनकी सबसे अधिक शक्ति की मांग होती है।
A4VSG अक्षीय पिस्टन पंपों के लिए विन्यास समाधान TBM व्यास और भूवैज्ञानिक परिस्थितियों के अनुसार भिन्न होते हैंः
छोटे/मध्यम व्यास के टीबीएम ( φ6m से कम) समाधान:
मुख्य जोर प्रणालीः भार-संवेदन नियंत्रण के साथ 2 × A4VSG 250 अक्षीय पिस्टन पंप
· कटरहेड ड्राइवः 1 × A4VSG 500 निरंतर शक्ति नियंत्रण के साथ अक्षीय पिस्टन पंप
कुल शक्ति: लगभग 500-800 किलोवाट
बड़े व्यास के टीबीएम ( φ6m से ऊपर) समाधान:
· मुख्य जोर प्रणालीः 4×A4VSG 355 अक्षीय पिस्टन पंप जोन दबाव नियंत्रण के साथ
· कटरहेड ड्राइवः 2 × A4VSG 750 चर आवृत्ति + निरंतर शक्ति यौगिक नियंत्रण के साथ अक्षीय पिस्टन पंप
· कुल शक्तिः 1200-2000 किलोवाट
टीबीएम प्रणोदन के लिए भूगर्भीय परिस्थितियों के अनुसार वास्तविक समय में जोर बल और गति के समायोजन की आवश्यकता होती है।ए4वीएसजी अक्षीय पिस्टन पंप इलेक्ट्रॉनिक आनुपातिक नियंत्रण (एचडी नियंत्रण) या भार-संवेदन नियंत्रण (डीए नियंत्रण) से लैस हैं:
· प्रणोदन गति की सटीकता 0.1 मिमी/सेकंड तक
· कई सिलेंडर समूहों के लिए स्वतंत्र दबाव समायोजन
· सुरंग की धुरी की सटीकता बनाए रखने के लिए स्वचालित विचलन सुधार
पारंपरिक स्थिर विस्थापन पंप प्रणाली कम भार के साथ टीबीएम संचालन के दौरान महत्वपूर्ण ऊर्जा की बर्बादी करती है।A4VSG अक्षीय पिस्टन चर विस्थापन पंप निरंतर शक्ति नियंत्रण या भार-संवेदन नियंत्रण के माध्यम से प्राप्त:
· 30% से अधिक ऊर्जा की बचत
· हाइड्रोलिक तेल के तापमान में कमी, तरल पदार्थ के सेवा जीवन का विस्तार
· शीतलन प्रणाली का भार कम
विभिन्न भूगर्भीय परिस्थितियों (नरम मिट्टी, चक्की, चट्टान आदि) के लिए, A4VSG अक्षीय पिस्टन पंप तेजी से परिचालन मापदंडों को समायोजित कर सकते हैंः
नरम मिट्टी की परतः कम दबाव, उच्च प्रवाह मोड
· कठोर चट्टान परतः उच्च दबाव, कम प्रवाह मोड
मिश्रित परतः स्वचालित मोड स्विचिंग
आधुनिक A4VSG अक्षीय पिस्टन पंप कई इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण विकल्पों को एकीकृत कर सकते हैंः
· आनुपातिक सोलेनोइड नियंत्रण: विस्थापन के सटीक समायोजन को सक्षम करता है
· सीएएन बस इंटरफ़ेस: टीबीएम मुख्य नियंत्रण प्रणाली के साथ निर्बाध कनेक्शन
· स्थिति निगरानी इंटरफ़ेस: पंप संचालन मापदंडों की वास्तविक समय प्रतिक्रिया
अक्षीय पिस्टन पंपों के प्रमुख मापदंडों की निगरानी करके, प्रारंभिक दोष चेतावनी प्राप्त की जा सकती हैः
· कंपन सेंसर लेयरिंग स्थिति का पता लगाते हैं
• दबाव धड़कन विश्लेषण पिस्टन पहनने की पहचान करता है
· तापमान की निगरानी से सील जीवनकाल की भविष्यवाणी होती है
डिजिटल मॉडल के साथ A4VSG अक्षीय पिस्टन पंप के परिचालन डेटा की तुलना करने से संभव हैः
· प्रदर्शन में गिरावट की प्रवृत्ति का पूर्वानुमान
शेष जीवन का आकलन
· अनुकूल रखरखाव समय निर्धारण
परियोजना पैरामीटर:
· टीबीएम व्यासः 6.28 मीटर
· सुरंग की लंबाईः 3.2 किमी
भूगर्भीय स्थितियाँ: नरम मिट्टी और चक्की की परतें
हाइड्रोलिक प्रणाली विन्यासः
मुख्य जोरः 3×A4VSG 355 अक्षीय पिस्टन पंप
कटरहेड ड्राइवः 2×A4VSG 500 अक्षीय पिस्टन पंप
ऑपरेशन के परिणाम:
• औसत अग्रिम दर 12 मीटर प्रति दिन तक पहुंच गई
· शून्य हाइड्रोलिक सिस्टम विफलताएं
· पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में 28% ऊर्जा बचत
परियोजना की चुनौतियां:
· उच्च जल दबाव (0.6 एमपीए)
· लंबी दूरी की सुरंग निर्माण (5.8 किमी)
· जटिल भूविज्ञान (नरम मिट्टी, चट्टान के टूटने वाले क्षेत्र)
समाधान:
· A4VSG अक्षीय पिस्टन पंपों का उपयोग करके अतिरंजित डिजाइन
· बुद्धिमान दबाव मुआवजा प्रणाली विन्यास
· दूरस्थ स्थिति निगरानी का कार्यान्वयन
परियोजना की उपलब्धियां:
· 456 मीटर का मासिक अग्रिम रिकॉर्ड बनाया
· हाइड्रोलिक प्रणाली की विश्वसनीयता 99.98% तक पहुंच गई
· मालिक का तकनीकी नवाचार पुरस्कार प्राप्त किया
टीबीएम अनुप्रयोगों में इष्टतम ए4वीएसजी अक्षीय पिस्टन पंप प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिएः
· हर 500 घंटों में तरल पदार्थ की स्वच्छता की जाँच करें (आईएसओ 4406 18/16/13)
· पंप सक्शन फिल्टर को हर 1000 घंटों में जांचें
· प्रत्येक 2000 घंटों में पंप की परिमाणात्मक दक्षता का परीक्षण करें
· नियमित रूप से युग्मन संरेखण और पाइपलाइन कंपन की जांच करें
मुद्दा 1: अपर्याप्त आउटपुट प्रवाह
संभावित कारण:
· स्वैशप्लेट समायोजन तंत्र चिपकना
· अपर्याप्त नियंत्रण दबाव
· पिस्टन पहनना
समाधान:
· नियंत्रण सर्किट दबाव की जाँच करें
· स्वैशप्लेट की गति की स्वतंत्रता का परीक्षण करें
· पिस्टन/सिलेंडर ब्लॉक रिक्ति को मापें
प्रश्न 2: असामान्य शोर
संभावित कारण:
अपर्याप्त चूषण के कारण गुहा
· नुकसान सहन करना
· पिस्टन चप्पल पहनना
समाधान:
· सक्शन फिल्टर की जाँच करें
· मॉनिटर असर कंपन स्पेक्ट्रम
· महत्वपूर्ण घर्षण जोड़े की जांच करने के लिए अलग करना
· उच्च दबाव रेटिंग: लक्ष्य 450 बार निरंतर संचालन
· बुद्धिमान अनुकूली नियंत्रण: ऑपरेटिंग स्थितियों के आधार पर स्व-सीखने वाले पैरामीटर अनुकूलन
· नई सामग्री अनुप्रयोग: सिरेमिक पिस्टन, कम्पोजिट लेयरिंग आदि
· अधिक कॉम्पैक्ट डिजाइन: 30% अधिक शक्ति घनत्व
· हाइब्रिड पावर सिस्टम: संयुक्त अक्षीय पिस्टन पंप और विद्युत सिलेंडर ड्राइव
· ऊर्जा वसूली प्रौद्योगिकी: मोटर मोड में A4VSG का उपयोग ब्रेक ऊर्जा को पुनः प्राप्त करने के लिए
· पूर्ण विद्युत-हाइड्रोलिक प्रणाली: पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण के साथ पायलट हाइड्रोलिक्स को समाप्त करना
रेक्स्रोथ ए4वीएसजी अक्षीय पिस्टन चर विस्थापन पंप अपने उच्च दबाव दक्षता, बुद्धिमान नियंत्रण,और विश्वसनीय स्थायित्वअनुकूलित डिजाइन और बुद्धिमान नियंत्रण प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों के माध्यम से,ए4वीएसजी न केवल कठोर टीबीएम परिचालन आवश्यकताओं को पूरा करता है बल्कि ऊर्जा संरक्षण और बुद्धिमान रखरखाव में असाधारण प्रदर्शन भी प्रदर्शित करता है.
जैसे-जैसे सुरंग निर्माण गहरे, लंबे और भूवैज्ञानिक रूप से अधिक जटिल परियोजनाओं की ओर आगे बढ़ता है,अक्षीय पिस्टन पंप प्रौद्योगिकी टीबीएम को अधिक शक्तिशाली और बुद्धिमान बिजली समाधान प्रदान करने के लिए नवाचार करना जारी रखेगीहाइड्रोलिक प्रौद्योगिकी में एक वैश्विक नेता के रूप में, रेक्स्रोथ अक्षीय पिस्टन पंप विकास को आगे बढ़ाने के लिए प्रतिबद्ध है, अधिक दक्षता, बुद्धि,और पर्यावरणीय स्थिरता.
