با بزرگترین ماشین حفاری جهان آشنا شوید

به گزارش یستا به نقل از ایسنا، مهندسان صنایع سنگین ساخت و ساز راه آهن چین (CRCHI) برای کمک به ساخت بزرگترین دستگاه حفاری تونل (TBM) به روش آهنگری 2500 ساله متوسل شدند.

با 10000 تن، بزرگترین دستگاه حفاری جهان به سنگینی برج ایفل است و سلطه چین را در مهندسی پیشرفته حفظ می کند.

تا همین اواخر، چین برای تجهیزات سنگین تونل زنی به غرب متکی بود که نه تنها خرید آن گران بود، بلکه نگهداری آن نیز گران بود. تنها در سال 2008 بود که این کشور یک دستگاه TBM را در داخل کشور تولید کرد، اما در یک دهه بعد، توانایی‌های تکنولوژیکی خود را بهبود بخشید تا به یک رهبر جهانی در عرضه ماشین‌های حفاری بزرگ تبدیل شود.

TBM ها اجزای مهم ماشین آلات ساخت و ساز زیرزمینی هستند که به مهندسان امکان حفر تونل در محدوده وسیعی از زمین را می دهند. با این حال، این تجهیزات تنها یک شاهکار مهندسی نیست، بلکه ترکیبی از فناوری های پیشرفته از جمله الکترونیک، فناوری اطلاعات و حتی هوش مصنوعی است.

همانطور که مهندسان در CRCHI به دنبال ساخت بزرگترین TBM جهان بودند، آنها به ریشه های باستانی خود روی آوردند تا بر مانع بزرگی که با آن روبرو بودند غلبه کنند.

احیای یک فناوری 2500 ساله
Liebherr رکورد قبلی بزرگترین دستگاه حفاری در جهان را با قطر 8 متر داشت. با افزایش سایز، وزن دستگاه نیز افزایش یافته و باری که لایه سطحی بلبرینگ که تنها یک سانتی متر ضخامت دارد، افزایش می یابد.

با تغییر دمای بلبرینگ اصلی در طول فرآیند تونل سازی، این ساختار می تواند ضعیف شود. از این رو مهندسان چینی از یک تکنیک قدیمی شمشیرسازی برای تقویت فولاد و غلبه بر این مشکل استفاده کردند.
طراحی پیچیده و تیز شمشیر به نام گوجیان، ساخته شده از برنز توسط پادشاهی به نام یوه که بین سال های 496 تا 465 قبل از میلاد زندگی می کرد، بر تحقیقات مهندسان در مورد تکنیک های سخت شدن فولاد در ماشین های TBM تأثیر گذاشت.

آهنگرها معمولاً از یک فرآیند خاموش کردن استفاده می کنند که در آن شمشیر را با استفاده از دمای بالا سفت می کنند و سپس به سرعت آن را در آب سرد غوطه ور می کنند. با این حال، آهنگران هنگام ساختن شمشیر گوجیان، آن را با خاک رس می پوشاندند تا از تغییر دمای یکنواخت اطمینان حاصل کنند.

اکنون با استفاده از همین رویکرد، مهندسان CRCHI مشکل میرایی ناهمگن را حل کرده و بزرگترین TBM جهان را ساخته اند.

از واردات تا تبدیل شدن به یک رهبر جهانی
این TBM دارای قطر 28 فوت (8.61 متر) و ارتفاع تقریبی یک ساختمان سه طبقه است. بلبرینگی که دستگاه را به حرکت در می آورد از بیش از 30000 قطعه و بیش از 10000 تن وزن دارد که به اندازه برج ایفل سنگین است.

تکمیل موفقیت آمیز آن همچنین باعث شد چین در تولید بلبرینگ های با قطر بسیار بزرگ پیشرو در جهان باشد، اما این دستاورد زمان بر بود.

حتی پس از تبدیل شدن به تامین‌کننده اصلی ماشین‌های TBM، چین به سرمایه‌گذاری در بهبود طراحی بلبرینگ اصلی ادامه داد و یک موسسه تحقیقاتی و طراحی برای این موضوع خاص در سال 2019 تأسیس کرد.

صنعت سنگین ساخت و ساز راه آهن چین (CRCHI) با همکاری آکادمی علوم چین بر روی تحقیق و توسعه کار می کند.