NFM盾构机主传动轴旋转密封系统.docVIP

NFM盾构机主传动轴旋转密封系统 第4期(总第29期) 2008年7月 赢体秸动与控剑 FluidPowerTransmissionandControI NFM盾构机主传动轴旋转密封系统 胡小毛 (法国NFM技术有限公司北京100000) 摘要:本文旨在介绍NFM盾构机的主传动轴的关键旋转密封系统. 关键词:盾构机;旋转密封;唇形密封;油脂 中图分类”~’:TH137文献标识码:B文章编号:1672—8904{2008)04—0050—002 引言 盾构机是通过刀盘对土体进行切削来开挖隧 洞的.在刀盘和主驱动之间有一个重要的组成部 分一中心回转体.中心回转体由旋转和固定的两 部分组成.水,泡沫,膨润土都可以通过中心回转体 注入到刀盘面,这样不仅可以大大改良开挖面土 壤,还能有效的减小刀盘扭矩,改善土壤的流动性, 使盾构机的掘进速度得到极大的提高.由于开挖隧 道通常位于地面以下几十米处,开挖面存在很大的 土压.这种压力很容易使土体中的水和泥沙进入旋 转体内部,磨损筒体,将严重影响隧道施工.因此, 旋转体密封系统就在这其中扮演了极其重要的角 色. 1旋转密封系统的组成 图1NFM旋转密封系统 NFM盾构机的旋转密封系统由五个特殊设计 的唇形密封(图1中A,B,c,D,E)组成,通过注入三 种油脂来达到密封和润滑目的. 1)空腔Pl:注入HBW油脂.由于迷宫密封压 力损失,P1的压力要比P0高. 2)空腔P2:注人NLGI2油脂,压力为0.3M).4MPa. 例如,内部压力为0.3MPa,HBW油脂压力必须为0. 35MPa.密封A上的压差为0.15-0.25MPa.由于唇 收稿13期:2008—03—10 作者简介:胡小毛,. 形密封A上的压差小,所以其磨损将减少.因为P2 的压力比P1高,所以油脂消耗也很少. 3)空腔P3:在P2注入油脂的同时,也向P3注 入NLGI2油脂,但是其流量稍低.在注入油脂的时 候,空腔P3的压力通过参考P2的最大压力来调 节,最大压差为0.05MPa.如果密封B两侧压力平 衡,那么油脂消耗就会很低,密封的磨损也很小. 4)空腔P4:为了在低压下得到5m/min的平均 循环速度,P4应用DT46液压油润滑.唇形密封c 的压差为0.3~0.45MPa.因此这个唇形密封的磨损 系数最高.如果唇形密封泄漏,液压油中将会有油 脂,所以唇形密封泄漏很容易被发现.而高速循环 油可以用来冷却密封的导槽. 5)空腔P5:应用液压油周期性润滑.通过泄漏 油可以观察是否存在渗漏.如果密封c发生这种问 题,将停止向空腔P4注油,而向空腔P5注油. 如果密封A发生泄漏(发现油脂流量异常高或 油脂压力大于最大压力),将停止空腔P2的油脂注 入,由密封B承担密封作用. 2中心回转体中NLGI2油脂的使用 NLGI2油脂在旋转密封系统中起了很重要的作 用.它通过气动油脂泵注入到中心回转体P2,P3腔 (如图1中V2,V3),一共有内部和外部密封28个注 入点(图2).. 2.1NLGI2油脂特性参数 2.2操作模式 NLGI2操作模式有自动和手动两种. 2.2.1自动模式 1)在刀盘启动之后,将自动运行NLGI2油脂 系统; 2)在刀盘停止之后,将自动关闭NLGI2油脂 2008年7月胡小毛:NFM盾构机主传动轴旋转密封系统51 嬲蘧霸一瓣￡ l——一——一——]f—一一——一—]一—～～—汹—一——广～——”—一?1 图2NLGI2油脂在旋转密封系统 系统. 2.2.2手动模式 1)操作手在工控电脑上选择需要注入油脂的 管路; 2)操作手开启油脂开关打开油脂运行; 3)操作手关闭油脂开关关闭油脂运行; 4)当启动刀盘之前,必须把油脂手动模式转换 为自动模式. 2.3运行条件 油脂泵正常工作压力为20MPa,其最大工作压 力为24MPa.如果油脂泵压力低于2MPa,PLC将会 报警;如果油脂泵压力低于1MPa,油脂泵将停止工 作,掘进也随即停止. 注入旋转体内外部密封共有4条油脂管路,如 表1所示. 旋转体通过压力传感器来检测密封内部油脂的 压力状况,其正常工作的压力范围是0.25~0.45MPa, 如果压力低于0.25MPa,PLC将自动打开电磁阀,向 旋转体注入油脂来保持压力,起到润滑和密封的作 用;如果压力高于0.45MPa,PLC将会报警,压力高 表1油脂管路 内部F3内部F2外部F3外部F2 电磁阀EV401E,,402EV403E,,404 计数器ZS411ZS412ZS413Zs414 压力传感器PF401PF402PF403PF404 设计梳量9m【_/rtma45mt/rma10wLhma7mL/rtma 于0.5MPa,PLC将停止油脂的注入. 在注入油脂的同时,不仅通过压力传感器来检 测旋转体的工作情况,还要