Hauptlager-Prüfstand

In der Produktionshalle von CRCHI läuft diese Prüfvorrichtung stabil, mehrere Hilfssysteme arbeiten zusammen, um für die Kernkomponente der Schildvortriebsmaschine – das Hauptlager mit extrem großem Durchmesser – strenge Extremlasttests durchzuführen.

In der Vergangenheit fehlten in China entsprechende Prüf- und Validierungsmöglichkeiten, sodass eine Leistungsvalidierung und Lebensdauerbewertung von Hauptlagern für Schildvortriebsmaschinen kaum möglich war. Nutzer „trauten sich nicht, sie einzusetzen, und wollten sie nicht einsetzen" – dies wurde zum zentralen Engpass für inländische Hauptlager auf dem Weg vom Prototyp zur ingenieurtechnischen Anwendung.

Hauptlager von Schildvortriebsmaschinen arbeiten langfristig in komplexen Bodenschichten und sind extremen Überlasten, großen außermittigen Lasten und weiteren komplexen äußeren Kräften ausgesetzt. Ihre Leistung entscheidet unmittelbar über den sicheren Erfolg oder Misserfolg bedeutender unterirdischer Projekte.

Mit Blick auf diese Reihe von „Flaschenhals"-Problemen hat CRCHI diesen Prüfstand für Leistung und Zuverlässigkeit von Hauptlagern für Schildvortriebsmaschinen mit extrem großem Durchmesser errichtet. Extreme Betriebszustände wie Überlast, große außermittige Lasten und statische Extremlasten werden ins Labor verlagert. Mit Lasten, die weit über den tatsächlichen Betriebsbedingungen liegen, werden umfassende Leistungsvalidierungen der Kernkomponenten des Hauptantriebs durchgeführt – einschließlich Strukturfestigkeit, Antriebsleistung, Zuverlässigkeit und Grenztragfähigkeit – und bilden so ein entscheidendes „Sicherheitsventil" für die Entwicklung und Anwendung inländischer Hauptlager.

Das integrierte Belastungssystem ist die Kernfähigkeit des Prüfstands. Das Projekt setzt innovativ auf eine innere Tragstruktur mit Doppelantrieb-Gegenzerrung und lastzonenbasierter Steuerung. Gestützt auf ein elektrohydraulisches Verbundsteuerungssystem werden Axial- und Radiallasten sowie Kippmomente präzise reproduziert. In Kombination mit einem inneren und äußeren Doppelkreislauf-Kühlsystem wird ein stabiler Langzeitbetrieb unter hoher Last gewährleistet. Damit können Betriebszustandssimulations-Belastungsvalidierungen für Hauptlager von Schildvortriebsmaschinen mit 7,6 Metern und weniger durchgeführt werden.

Im Unterschied zu gewöhnlichen Prüfgeräten repliziert der Prüfstand nicht nur die Krafteinwirkungsumgebung, sondern etabliert auch ein multiparametrisches Wahrnehmungs- und Überwachungssystem. Es werden synchron Daten aus mehreren Quellen erfasst, und mithilfe von KI-Algorithmen wird eine kombinierte Zustandsidentifikation durchgeführt, wodurch eine millisekundenschnelle Anomaliewarnung bei Lasten ermöglicht wird.

Die Prüfdaten werden nicht mehr manuell aufgezeichnet. Die enorme Menge an Messdaten wird in einer speziellen Prüfdatenbank gespeichert, die Prüfstandstests mit Daten von der Baustelle verknüpft und so die vorwärtsgerichtete Designoptimierung von Hauptlagern unterstützt.

Dieser Prüfstand wird technische Unterstützung für nationale Großprojekte wie die Hochlandbahn sowie die Erschließung der Tiefsee und des tiefen Untergrunds bieten. Er verändert das traditionelle Entwicklungs- und Validierungsmodell, bei dem inländische Hauptlager „direkt auf die Baustelle" gebracht werden, hin zu „erst testen, dann einsetzen". Extreme Belastungen aus dem Projekt werden vorab ins Labor verlagert, Produktiterationen werden durch Messdaten angetrieben, und die unabhängige Kontrollierbarkeit der Kernkomponenten von Schildvortriebsmaschinen wird gefördert.