Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Konstruktion av serviceutrustning till tunnelborrningsmaskin
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2013 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Design of service equipment for a tunnel boring machine (English)
Abstract [en]

The Master Thesis work this report is based upon has been conducted in cooperation with Svea Teknik AB. Svea Teknik is a consultant firm which is developing parts of a tunnel boring machine on behalf of Atlas Copco. The machine is being developed to mechanically excavate hard rock by fixating itself in the tunnel and then press a large rotating cutter-wheel equipped with disc-cutters against the tunnel wall. The disc-cutters are the tools that are in direct contact with the hard rock and are therefore exposed to extensive wear and needs to be replaced on a regular basis.The purpose of this Master Thesis has been to develop a service equipment that will enable time effective and safe changes of disc-cutters. The disc-cutters have a diameter of 17 inches and weigh about 130 kg. The available space in the tunnel is very limited which puts strict requirements on the size of the service equipment.A specification of requirements was set up based on the background study made in the Master Thesis. Concepts to solve the problem were then generated and evaluated against each other.A concept consisting of a wagon with three slots for disc-cutter transport, a foldable crane with a hoist and a lifting tool adapted to the disc-cutters were chosen for further development. Since the concept was quite extensive the decision was made to focus the work around the lifting tool.By loading new disc-cutters onto the driven wagon together with the foldable crane and the lifting tool, the equipment can be transported past the machine in the tunnel and the crane can then be set up in front of the machine's cutter-wheel. The lifting tool is then lifted by the hoist to enable the disc-cutters in the cutter-wheel to be replaced.The lifting tool consists of two claws that close around the disc-cutter to fixate it geometrically and a counter weight to enable easy positioning of the disc-cutter by hand. The lifting tool is dimensioned according to two different load cases and was verified by FE-analysis.Recommendations for future work and more detailed design were set up.

Abstract [sv]

Examensarbetet denna rapport baseras på, har utförts i samarbete med Svea Teknik AB. Svea Teknik är ett konsultföretag som på uppdrag av Atlas Copco utvecklar delar av en gruvmaskin för tunnelborrning. Maskinen konstrueras för att mekaniskt krossa berget genom att fixera sig i tunnelgången och pressa ett stort skärhjul utrustat med diskformade s.k. kuttrar mot bergväggen samtidigt som skärhjulet roterar. Då kuttrarna är de verktyg som står i direkt kontakt med berget slits de markant och måste bytas ut för service med jämna mellanrum.Detta examensarbete har syftat till att utveckla en serviceutrustning för att möjliggöra snabba och smidiga byten av dessa kuttrar som har en diameter på 17 tum och väger ca 130 kg. Då utrymmet i tunneln är väldigt begränsat finns stora krav på utrustningens storlek.En kravspecifikation, baserad på examensarbetets bakgrundsstudie, utarbetades för att ligga till grund för de genererade koncept som sedan utvärderades gentemot varandra.Efter att ett koncept bestående av en transportvagn med plats för tre kuttrar, en vikbar kran med telfer samt ett specialanpassat kloförsett lyftverktyg hade valts togs beslutet att fokusera arbetet kring lyftverktyget för att begränsa projektets omfång.Genom att lasta nyservade kuttrar på den drivna transportvagnen tillsammans med den hopvikta kranen och lyftverktyget kan den ledas fram förbi maskinen i tunneln och kranen monteras upp framför maskinens skärhjul. Lyftverktyget hängs sedan upp i kranen för att möjliggöra att kuttrar lossas respektive monteras.Lyftverktyget består av två klor som sluts runt kuttern för att fixera den formbetingat samt en motvikt för att för hand kunna ändra rotationen av verktyget kring infästningspunkten. Lyftverktyget dimensionerades utifrån två uppsatta lastfall och verifierades sedan med FEM-analyser

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 76 p.
, MMK 2013:21 MKN 085
Keyword [en]
tunnel boring machine, mechanical rock excavation, product development, disc-cutter
Keyword [sv]
tunnelborrningsmaskin, mekanisk bergavverkning, produktutveckling, kutter
National Category
Engineering and Technology
URN: urn:nbn:se:kth:diva-141796OAI: diva2:698609
Available from: 2015-03-27 Created: 2014-02-24 Last updated: 2015-03-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2639 kB)122 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2639 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 122 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 99 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link