盾构机主驱动密封系统研究

盾构机主轴承的密封技术与防护措施盾构机是一种用于地下隧道施工的重型机械设备，其工作环境复杂，主轴承是其核心部件之一。

为了确保盾构机主轴承的正常运行和延长使用寿命，密封技术和防护措施至关重要。

一、盾构机主轴承的密封技术为了保护盾构机主轴承免受灰尘、水分、颗粒物等外界因素的侵害，密封技术起到了关键作用。

以下是几种常见的盾构机主轴承密封技术：1. 橡胶密封：利用橡胶材料的弹性和耐腐蚀性，在主轴承外圈上设置橡胶密封圈，形成一道屏障，阻止外界杂质进入主轴承。

橡胶密封圈具有密封性能好、安装方便等优点。

2. 机械密封：机械密封是利用机械原理实现轴封闭合，形成离心力和局部真空从而达到密封效果。

常见的机械密封包括旋转密封和轴承密封等。

机械密封具有密封性能好、使用寿命长等特点，但需要定期维护和更换。

3. 气体密封：气体密封是通过气体压力将外界空气排斥在盾构机主轴承周围，形成一层气体屏障来达到密封效果。

气体密封具有密封性能优良、使用寿命长等特点，但需提供专门的气源。

二、防护措施除了密封技术，还需要采取相应的防护措施，以确保盾构机主轴承的安全运行。

以下是几种常见的防护措施：1. 清洁护理：盾构机工作环境中存在大量的尘埃和水分，这些杂质会严重影响主轴承的运行。

因此，在工作前、工作中和工作后都需要对主轴承进行清洁护理，保持轴承周围环境的清洁。

2. 温度控制：盾构机主轴承工作时会产生大量的热量，过高的温度会导致主轴承损坏。

要采取相应的冷却措施，如利用冷却水循环降低轴承温度。

3. 振动监测：通过安装振动传感器等设备对盾构机主轴承的振动进行监测，能够及时发现异常振动和故障，采取相应的维修措施，防止主轴承损坏。

4. 润滑保养：盾构机主轴承需要进行定期的润滑保养，确保其正常工作。

选用适合的润滑脂，并根据工作条件和使用寿命进行定期更换和加注。

5. 定期检查：定期对盾构机主轴承进行全面检查，包括密封性能、润滑情况、振动情况等，发现问题及时修复或更换零部件。

浅谈盾构机主驱动密封跑道环再制造发表时间：2020-07-10T01:19:05.461Z 来源：《中国科技人才》2020年第5期作者：陈爽[导读] 基于粤水电某号盾构机再制造应用实例，详细介绍主驱动拆解、密封跑道磨损修复方法及检测过程。

一重集团（天津）隧道工程有限公司天津市 300301摘要：盾构机再制造工程是以盾构机全寿命周期设计和管理为指导，以废旧盾构机实现性能提升为目标，以优秀、高效、节能、节材和环保为准则，以先进技术和产业化生产为手段，对废旧盾构机进行修复和改造的一系列技术措施或工程活动。

作为盾构机核心部件主驱动，为解决盾构机主驱动密封跑道磨损问题，基于粤水电某号盾构机再制造应用实例，详细介绍主驱动拆解、密封跑道磨损修复方法及检测过程。

关键词：再制造；静态保压；主驱动内；外唇形密封；密封跑道正文：引言：近年来，我国轨道交通建设尤其是地铁建设快速增长，中国内地共有53个城市正在建设或规划新的城市轨道交通路线，总规划里程超过15000km，论坛上首发的《中国盾构工程科技新进展》披露，从2015年底到2019年底，国内拥有盾构机台数从1000台（套）左右，迅速增长到目前的3000台（套）以上，这些盾构机分布在全国各地城市建设工地。

随着全国盾构机保有量不断增加以及早期生产盾构机已经存在着的超期限服役及异地使用的不适应性等因素，盾构机再制造业务已经得到全面开展。

主驱动是盾构机核心部件之一，再盾构的使用过程中，由于主轴承密封唇口与密封滑道间长期的旋转和摩擦，密封唇口会在密封跑道环形成较深磨痕，导致密封压缩量减少，影响密封效果，从而导致泥砂渗透入主驱动润滑系统中，对整个主驱动密封润滑系统造成更加严重的磨损。

因此，对盾构机再制造过程中密封跑道环进行修复，是盾构机再制造的一个关键性问题。

1 设备使用及主驱动结构情况 1.1使用情况粤水电轨道交通建设有限公司保有的三菱某号土压平衡盾构于2012年6月出厂，分别于穗莞深项目工地累计掘进2.7公里，广佛环项目部1标3号井掘进1.3公里，完成两个项目2个区间的掘进施工任务，累计掘金里程达到4公里。

盾构HBW密封系统的改进王国义（中铁十三局集团有限公司成都地铁项目经理部四川成都610015）摘要盾构作为地铁隧道施工的主要设备在中国迅速发展，为了保证隧道施工的安全性，盾构诸多系统中的HBW密封系统有着重要的作用。

本文从盾构的三种密封开始叙述，进而提出原HBW密封系统的设计原理和PLC控制原理，分析原设计由于没有控制分流器脉冲数的上限，致使实际HBW注入量远远超出理论范围，造成施工方成本的增加与浪费。

为了能够降低施工成本在理论范围，提出在HBW密封系统设备的分流器前增加一气动球阀，设计一集成电路板对其进行控制，此集中电路板控制电磁阀两次通电间隔时间(0～99秒)和每次的脉冲数(0～99)都是可以调节的，从而保证HBW注入量可以调节到理论范围内。

此系统改进后，经过实际应用，效果良好，能够达到节省盾构施工消耗成本的目的，同时也对其它盾构的HBW 密封系统的改进有所借鉴。

关键词HBW密封系统；设计原理；改进；成本Improvement of the labyrinth seal system for shield machineAbstract As the major tunnelling equipment for metro construction, shield machine develops rapidly in China.To ensure the safety of shield tunnelling, labyrinth seal system plays an important role in the construction. Beginning with the statement of three types of seal, then the principles of original HBW seal system and PLC control are brought out. Due to the lack of upper limit of diverter impulse, the volume of injection of HBW is far more theoretical volume which result in wasting of HBW and high cost. For reducing the cost of project, an air-powered valve is suggested to be added before diverter. And an IC board is designed to control the valve. The interval of activating(0~99) and each impulse(0~99) can be adjusted. These ensure the HBW volume can be adjusted to theoretical volume. The application of the improvement proves a better result and reduction of cost, and can be a reference of other project.Key words labyrinth seal system；design principle；improvement；cost1盾构的密封盾构是一种既能支承地层的压力、又能在地层中掘进的施工机具。

63中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.03 （下）对于盾构机来说，主驱动系统是以“心脏”的地位而存在，而主驱动的密封便是心脏外的一层保护膜。

在盾构机掘进的过程中，主驱动密封不能够在洞室中进行更换，如若由于密封损坏或者间隙过大等原因，使泥沙颗粒或者齿轮油等侵入到齿轮箱当中，导致主轴承损坏，将会引起整个盾构机的瘫痪，为盾构工程带来经济损失。

1 主驱动密封的设计1.1 出厂设计在当前国内市场中，虽然盾构机的品牌多种多样，但是主驱动密封的形式却十分相似，在结构设计方面应保障密封唇口具有较强的跟随性，与旋转轴之间始终处于最理想的角度。

在确保密封效果的基础上，使各个密封件之间的接触面积尽量变小，控制摩擦发热和对唇口产生的磨损，使其能够与压力工况相符合。

对盾构机主密封进行的设计主要分为内周密封和外周密封两周，内周密封由唇形密封实现，外周密封由VD 密封实现，其中唇形密封能够实现静、动、自密封作用，韧性良好。

而VD 密封是将V 形的一侧唇部加厚处理而成，活动性较强，能够弥补较大的公差和角度差，具体的出厂设计图如图1所示。

图1 主驱动出厂密封设计示意图 1.2 工作原理在两道密封中间注入EP0润滑油，外周的设计注入量约为20mL/min，内周每腔的注入量约为16mL/min，盾构机在掘进时累计消耗量约为2000mL/min。

VD 密封能够促进润滑油产生压力，当压力超出界定范围时会发生外泄，同时还能够有效防止润滑油回流现象。

在油脂注入到设备中后，润滑油会被挤进压板与土仓隔板当中，防止泥沙进入到密封内部，极大的提升了密封性。

2 盾构机主驱动密封存在的问题2.1 VD 密封断裂实效VD 密封中可能会出现断裂现象，通常出现断裂现象的主要原因在于安装时使用的胶粘强度不足，粘接不够均匀，而密封与衬套在相对旋转的过程中，衬套产生切向拉伸力，如若局部粘接强度较弱，则会在拉伸的作用下逐步开裂，然后在应力集中的作用下，产生密封断裂问题。

探析隧道内常压处理盾构机的主驱动密封及管控要点发布时间：2021-11-26T03:05:11.139Z 来源：《中国科技教育》2021年第7期作者：覃宏江[导读] 在我国城市的跨海隧道、跨江隧道以及地铁隧道施工当中，盾构机作为其中非常重要的施工设备，在隧道工程施工当中发挥出了至关重要的作用。

上海隧道工程有限公司上海519000摘要：随着我国隧道工程的生物规模不断扩张，盾构技术也越发成熟，盾构机可以支撑地层内部所传递的强大压力，同时又能在地层的掘进工作中发挥出重要的工作优势，在隧道工程施工当中受到了广泛的应用。

本文重点针对隧道内常压处理盾构机的主驱动密封工作进行了分析和研究，同时提出了相应的管理控制要点，对保证盾构机的正常稳定工作和运行打下了良好的保障。

关键词：隧道工程；盾构机；主驱动密封在我国城市的跨海隧道、跨江隧道以及地铁隧道施工当中，盾构机作为其中非常重要的施工设备，在隧道工程施工当中发挥出了至关重要的作用。

本文针对我国某地区地铁隧道工程施工过程进行了分析和研究，对盾构机在工作当中出现的主驱动外密封失效问题，进行了深入性的研究和分析。

在该施工区域范围内不具备开挖竖井的地质条件，而盾构机在工作过程中只能保持前进而不能后退。

因此，最终决定在隧道内部通过内开仓的方法来更换盾构机的主驱动两道外密封结构。

针对这一问题，对隧道内常压处理盾构机的主驱动密封管理工作要点来进行了重点的分析和阐述。

1.工程概况以我国某城市内部大型的地铁隧道施工作为研究案例，该隧道工程呈现出一种曲线 V 字型结构，覆土的厚度保持在 18.9~25.8m 之间，挖掘隧道的线路最大坡度为 26%，最小的剖面曲线半径为 335.6m。

在施工过程中主要是以富水沙卵石作为主要的地层结构条件，在掘进工作中使用的是CB6680mm 平衡式盾构机来进行施工。

盾构机在挖掘工作当中发现检测系统内部存在异物，通过相关检查工作人员分析和判断之后发现，盾构机的外驱动前三道密封出现了失效问题，同时该盾构机的主驱动外密封使用的是 3+1 模式的成型密封材料。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.25.019盾构机主驱动密封系统研究张拓 穆立烨(北方重工装备(沈阳)有限公司 辽宁沈阳 110000)摘 要：盾构机的密封性好坏能够决定盾构施工的安全程度,盾构机内部与外界的隔离完全依赖与盾构机的密封性。

盾构机的日常工作运行中,比较常见的机器故障是主驱动密封不严密,带来的一系列问题使盾构机运行时零件受损,本文对理论进行了分析并将理论进行实践,对密封主驱动的技术原理进行了研究,通过研究来找到盾构机主驱动密封失效的影响因素,希望盾构施工过程中盾构机能更稳定的工作。

关键词：主驱动 密封 盾构机中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)09(a)-0019-02盾构机是一种用于挖掘隧道的机器,盾构机的动力源就是它的主驱动,主驱动是盾构机的核心组成部分,主驱动连接的是前方的刀盘,刀盘的转动扭矩以及机器前进的推动力都是主驱动提供的,主驱动的维护非常困难，通常具有非常高的稳定性来减少维修频率和延长工作寿命，密封主驱动能够保护主驱动。

密封系统的损坏会导致主驱动的零件磨损严重甚至毁坏无法工作,此外,工程施工现场的维修条件十分有限,密封系统的损坏增加了维修成本，施工成本也会随之增加,施工工期延时。

因此,研究盾构机主驱动的密封失效问题是十分重要的,我们能够由此进行问题预防以及探究维护问题的快速解决方式。

1 主驱动密封结构原理盾构机的支撑方式直接决定了盾构主驱动的密封结构，对盾构机进行结构设计时应对其支撑结构进行考量，盾构机的支撑方式有外圈、中间、中心等三种支撑形式，在盾构机中应用中心支撑比较常见。

中心支撑还分为周边以及内支撑两种形式，两种形式有相同的地方在于都对内部和外部进行了密封，但进行密封的程度以及工艺都不相同。

1.1 内支撑内支撑应用了双唇口密封技术来密封内支撑，双唇密封圈顾名思义是比单唇口密封圈多一个密封唇的一种密封装置。

盾构机HBW密封系统的改进HBW密封系统的改进四川成都 610015）要盾构作为地铁隧道施工的主要设备在中国迅速发展，为了保证隧道施工的安全性，HBW密封系统有着重要的作用。

本文从盾构的三种密封开始叙述，进而提HBW密封系统的设计原理和PLC控制原理，分析原设计由于没有控制分流器脉冲数的上致使实际HBW注入量远远超出理论范围，造成施工方成本的增加与浪费。

为了能够降低提出在HBW密封系统设备的分流器前增加一气动球阀，设计一集成电此集中电路板控制电磁阀两次通电间隔时间(0～99秒)和每次的脉冲数～99)都是可以调节的，从而保证HBW注入量可以调节到理论范围内。

此系统改进后，经HBWHBW密封系统；设计原理；改进；成本As the major tunnelling equipment for metro construction, shield machine developsin China.To ensure the safety of shield tunnelling, labyrinth seal system plays anto be added before diverter. And an IC board is designed to control the valve. Theof activating(0~99) and each impulse(0~99) can be adjusted.These ensure the HBWlabyrinth seal system；design principle；improvement；cost盾构的密封又能在地层中掘进的施工机具。

城市地铁使用盾构法(一般为1.2米或1.5米)后使用拼装机将预制好的管片拼装到盾尾密封通常使用三排不锈钢钢丝盾构一般做成2节的形式。

中盾与盾尾之间以铰接的形铰接密封是为了防止周围地层的土砂、地下水等从中盾与盾尾之间的间隙流向盾构1）。