盾构主轴承润滑与密封系统改进设计及研究.pdf

学兔兔 盾构主轴承润滑与密封系统改进设计及研究 张志鹏 ，李松松 (1．中国铁道科学研究院标准计量研究所；2．石家庄市轨道交通有限责任公司) 摘 要：盾构主轴承的润滑与密封系统由HBW系统和润滑与密封油脂系统组成 ，是主轴承设计 的技术关键 ，直接影响主驱动及驱动齿轮副的使用寿命和施工安全。针对某大型盾构主轴承出现的油 液污染和泄漏以及HBW油脂和润滑与密封油脂消耗量过大等故障现象，剖析主轴承润滑系统及密封 方式，研究分析造成主轴承润滑与密封系统故障的原因。分析结果表明，由于密封系统失效导致整个润 滑与密封系统受到污染，造成轴承和齿轮润滑不良，磨损严重，油脂消耗过多。提出设计改进方案，综合 考虑承压情况、油脂使用情况、维修调整和使用寿命等因素的影响，将采集信号通过采集装置和信号装 置输入PLC，对润滑与密封系统进行分析与控制，从而实现主轴承动态平衡反馈式润滑与密封。系统改 进后，实际应用效果良好，实现了长时间有效运转，达到了节约HBW油脂和润滑与密封油脂的目的， 可为盾构主轴承润滑与密封系统改进提供借鉴。 关键词：城市轨道；主轴承；盾构；润滑与密封；I-IBW 近年来，在城市轨道交通建设过程中，盾构是 4。内外密封系统将主轴承腔室 10和驱动齿轮腔室 地下掘进施工中的主要机械设备 ”【，盾构主轴承是 13与外界隔开6[1。内密封系统 15由两道唇形密封背 盾构的核心部件，起着支撑盾构刀盘并使之回转破 向组合而成 ，具有很好的弹性，保持与密封衬套 l4 岩的作用[21，必须具有极高的可靠性和较长使用寿 紧密贴合，润滑与密封油脂泵不间断向内密封系统 命。润滑与密封系统是主轴承的关键系统，良好的 注入 EP2极压润滑脂，起到填充密封空隙和润滑的 润滑与密封系统是保障主轴承性能和安全使用寿 作用，同时内密封系统 15阻断了外侧杂物通过旋 命的前提条件。如果在施工过程中因主轴承润滑与 转接头腔体 16的浸入 ，同时也阻断了内侧驱动齿 密封等问题而造成泥渣颗粒进入主轴承，从而引起 圈 12处齿轮油的泄漏71]，运行一定周期后 ，将废弃 主轴承或齿轮副损坏及泄漏，将加剧整个主驱动系 和老化的油脂从旋转接头腔体 16处排出，从而确 统的迅速破坏，给盾构施工带来不可估量的损失 ， 保润滑和密封的良好效果；外密封系统4由3道加 因此，对盾构主轴承润滑与密封系统进行改进设计 强型丁腈橡胶唇形密封 3、唇形密封6和唇形密封 及研究具有重要意义 。 8组成，系统中的泵体向3道密封内注入油脂起到 填充和润滑的作用，同时起到隔断和阻挡作用，除 1 主轴承润滑与密封系统 了第 3道唇形密封8由齿轮油进行润滑外 ，其他两 1．1 刀盘驱动系统结构 道唇形密封 3和唇形密封 6均 由油脂进行连续润 盾构刀盘驱动系统结构如图1所示。主轴承 11 滑阎。为了防止盾构土仓内的渣土、地下水等外部杂 主要 由3排滚柱轴承构成，分别承受径向和轴向载 质侵入 3道唇形密封，在第 1道唇形密封 3前部增 荷5J【。主轴承密封分为内密封系统 15和外密封系统 加HBW密封腔2，工作时不断向HBW密封腔注人 作者简介：张志鹏 (19