【精品】實用范文 關(guān)于隧道施工中盾構(gòu)機主軸承潤滑系統(tǒng)故障問題的分析與處理

1、最新【精品】范文關(guān)于隧道施工中盾構(gòu)機主軸承潤滑系統(tǒng)故障問題的分析與處理關(guān)于隧道施工中盾構(gòu)機主軸承潤滑系統(tǒng)故障問題的分析與處理 摘要: 盾構(gòu)機是地下掘進盾構(gòu)施工中的主要施工機械，它在防止軟基開挖面崩塌或保持開挖面穩(wěn)定的同時，可在機內(nèi)安全地進行隧洞的開挖和襯砌作業(yè)。本文就某大型盾構(gòu)機出現(xiàn)的異常振動問題，通過對主軸承潤滑系統(tǒng)及密封方式的研究，采取一系列的措施，使?jié)櫥到y(tǒng)恢復(fù)正常，保證盾構(gòu)機的運行安全，并提高其使用壽命。 關(guān)鍵詞: 盾構(gòu)機；油脂污染；潤滑故障診斷發(fā) 中圖分類號：u45 文獻標(biāo)識碼：a 伴隨著城市軌道交通的高速發(fā)展，地鐵施工成為工程建設(shè)單位關(guān)注的焦點。盾構(gòu)施工作為地鐵隧道施工的一種方法，

2、因其對人民群眾的日常生活影響最小、施工人員勞動強度低、安全性高而備受各施工單位青睞。盾構(gòu)機主軸承是盾構(gòu)機的核心部件，起著支撐盾構(gòu)刀盤并使之回轉(zhuǎn)破巖的作用。如果在施工過程中，主軸承潤滑油泄漏或者泥水、沙礫及渣土進入主軸承潤滑系統(tǒng)，將導(dǎo)致主軸承和齒輪副的迅速破壞。破壞的主軸承需從盾構(gòu)機上方開挖豎井吊出更換，難度非常大，將給盾構(gòu)施工帶來不可估量的損失。因此，保障盾構(gòu)機主軸承潤滑系統(tǒng)的運行安全具有很大的意義。 某項目部的右線盾構(gòu)機在推進過程中出現(xiàn)異常振動，無法正常工作，常處于半停機狀態(tài)，平均每天只能工作2-5h，嚴(yán)重影響了工程的施工進度。隨后，項目部對左線主軸承在用潤滑油和右線主軸承在用潤滑油進行取樣

3、并對其進行檢測分析，發(fā)現(xiàn)右線主軸承潤滑油黏度、水分等指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，油中有大量粉塵、纖維(成絮狀，大量結(jié)團) 和其他物質(zhì)污染，油品質(zhì)量已嚴(yán)重劣化。此外還在油中發(fā)現(xiàn)大量的鋼質(zhì)擦傷和切削磨損金屬顆粒，而且較多的鋼質(zhì)擦傷顆粒表面有明顯的缺油高溫?zé)齻l(fā)藍(lán)痕跡，這表明有關(guān)部件已嚴(yán)重潤滑不良，磨損情況嚴(yán)重。 1主軸承的潤滑結(jié)構(gòu)與工作原理 11主軸承機械結(jié)構(gòu)與潤滑系統(tǒng)的構(gòu)成 該隧道項目有左線和右線兩臺盾構(gòu)機，均采用北方重工生產(chǎn)的泥水-氣墊式平衡盾構(gòu)機，開挖直徑11192m，是目前國內(nèi)較大的盾構(gòu)機之一。正常掘進速度為05環(huán)/h。盾構(gòu)機的刀盤驅(qū)動系統(tǒng)如圖1所示。 1、大齒圈 2、主軸承滾柱 3、密封支持 4、環(huán)形

4、法蘭 5、密封隔套 6、外部和內(nèi)部密封系統(tǒng)7、密封襯套 8、驅(qū)動小齒輪 9、減速器和變頻驅(qū)動電機 圖1 刀盤驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 該盾構(gòu)機刀盤的支撐法蘭直徑約6m，轉(zhuǎn)速為0312 r/min。主軸承主要由三排滾柱軸承構(gòu)成，分別承受徑向和軸向載荷。滾柱軸承寬度為300400mm，采用銅質(zhì)保持架。在掘進工作時，由8個變頻驅(qū)動電機各帶動一個小齒輪，這些小齒輪共同帶動與刀盤一同固定在環(huán)形法蘭上的大齒圈，從而帶動刀盤的旋轉(zhuǎn)。該主軸承潤滑系統(tǒng)采用bpenergol gr-xp680的齒輪油，采取集中潤滑的方式對三排滾柱軸承和8個小齒輪進行潤滑。齒輪箱中的油位約為2/3處，因此其中6個小齒輪的嚙合面完全浸沒在齒輪

5、油中，而位于盾構(gòu)機上部的2個小齒輪依靠油泵噴油潤滑和主軸承大齒圈轉(zhuǎn)動時將油帶到與小齒輪嚙合的齒面上。 12潤滑系統(tǒng)的密封結(jié)構(gòu) 主軸承潤滑系統(tǒng)密封由一道位于刀盤端面的機械密封和里面的五道唇形密封組成,如圖2所示。這幾道密封隔離了刀盤側(cè)開挖出來的泥漿和渣土，避免它們進入主軸承和齒輪箱, 同時也防止主軸承和齒輪箱的潤滑油泄漏，保證主軸承和齒輪箱的安全使用壽命。唇型密封本身具有良好的彈性，在油壓的作用下緊貼于密封隔套上。五道唇型密封隔出了5個密封倉，分別表示為，。每個密封倉各有一個油道與油脂潤滑系統(tǒng)聯(lián)通。工作時不斷向,密封倉注入hbw特種保壓油脂，一方面潤滑唇型密封，另一方面在壓力作用下沿著端面的迷宮

6、密封向外溢出，用以抵抗地下水的壓力，將泥水和渣土阻擋在潤滑系統(tǒng)外部; 另外，向，密封倉注入ep2極壓潤滑脂，主要起潤滑和阻擋hbw潤滑脂進入的作用。第密封倉的油道不加注潤滑脂或潤滑油，而是用于漏油檢查和油脂潤滑效果檢查。hbw潤滑脂理論設(shè)計消耗量為40 kg/h，ep2潤滑脂理論設(shè)計消耗量為415 kg/h。唇形密封的壽命較短，一般在完成一條隧道的掘進后(或使用10000 h后) 就需要進行更換。 1、刀盤支撐環(huán)2、外密封壓環(huán) 3、外密封隔套4、唇形密封圈5、主軸承6、轉(zhuǎn)鼓 圖2 主軸承密封結(jié)構(gòu)圖 2故障分析 21潤滑系統(tǒng)污染來源分析 通過對盾構(gòu)機主軸承潤滑系統(tǒng)和密封結(jié)構(gòu)的分析，初步判斷右線主

7、軸承潤滑系統(tǒng)受到外界的污染,從而導(dǎo)致主軸承齒輪油黏度大幅度上升，使得油品泵送困難，產(chǎn)生潤滑不良; 同時伴有水污染進入。為了確定污染來源，對施工現(xiàn)場的地下水、泥漿水、出渣泥漿等可能的污染源進行采樣分析，并對bpenergolgr2xp680新油、hbw新脂、ep2新脂等進行檢測分 析。結(jié)果見表1，2。 表1元素分析結(jié)果 表2固體顆粒微觀分析結(jié)果 從表1中的元素分析結(jié)果來看，bp680在用油中主要混入了si、al、mg、ca等4種元素，這4種元素在新油中的含量幾乎沒有或者很少，因此，外界污染應(yīng)是其主要來源。外界污染主要有3種可能: (1) ep2油脂。從盾構(gòu)機潤滑系統(tǒng)和密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來看，這種可能

8、性最大。從元素分析的結(jié)果來看，由于ep2新脂中的ca、mo、zn元素含量較高,且是其主要元素組成，但在bp680在用油中卻含量相對較低; ep2新脂中的mg、al元素含量較低，但 在bp680在用油中mg、al元素含量卻較高，是主要的污染元素來源。因此首先排除了ep2油脂作為右線主軸承在用油污染的第一來源，但并不排除ep2油脂的污染存在。 (2) 泥漿。如果主軸承潤滑系統(tǒng)混入泥漿，表明系統(tǒng)密封可能已失效嚴(yán)重。從對外循環(huán)水、泥漿水和出渣泥漿的元素分析來看，這些樣品中依次呈被包含關(guān)系。特別是出渣泥漿中含有bp680在用油中混入的ca、mg、al、si等4種污染元素，但同時這些樣品中也含有含量穩(wěn)定的

9、sn元素。而這個元素恰恰是bp680在用油所不具有的。如果泥漿是bp680在用油中的主要污染物，那bp680在用油中也應(yīng)該有一定含量的sn元素存在。 (3) hbw油脂。將hbw新脂與bp680在用油的元素含量進行對比分析，發(fā)現(xiàn)這2種樣品中的元素組成與含量比例相近，結(jié)合主軸承潤滑系統(tǒng)可能的污染來源分析，基本可以確定右線主軸承潤滑系統(tǒng)中的主要污染來源為hbw油脂。 表2的固體顆粒微觀分析結(jié)果也表明hbw油脂與在用油中的固體顆粒形貌一致，因此，可以判斷右線主軸承在用油中的主要污染物為hbw油脂，同時不排除有少量ep2油脂污染和泥漿污染的可能，但泥漿污染的可能較小。 22hbw油脂污染途徑分析 從圖

10、2所示的密封結(jié)構(gòu)來看，hbw油脂主要存在于，密封倉，除非2，3，4三道唇型密封全部失效，否則hbw不可能進入潤滑系統(tǒng)。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查分析，可能存在工人誤操作，將原本應(yīng)接到密封倉的hbw供油管接到了密封倉，在較大的油壓作用下，導(dǎo)致第五道唇型密封泄漏，使得hbw油脂通過第密封倉進入主軸承潤滑系統(tǒng)。 3結(jié)論 通過對主軸承潤滑系統(tǒng)及密封結(jié)構(gòu)的研究,對可能造成主軸承潤滑系統(tǒng)污染的潤滑劑和水樣進行檢測，判斷造成齒輪油劣化和主軸承異常磨損的污染來源于密封油脂。根據(jù)分析結(jié)果，檢查了潤滑系統(tǒng)管路，并對油箱進行反復(fù)清洗，除去油箱中的污染物，使?jié)櫥到y(tǒng)恢復(fù)正常。同時在無法更換密封，完全消除外來油脂污染的情況下，通過開展密切的油液監(jiān)控，及時添加新油和進行過濾，將齒輪油的污染水平和主軸承的磨損水平控制在安全范圍內(nèi)，保證盾構(gòu)機正常掘進且達(dá)到提高主軸承壽命的效果。 參考文獻 【1】劉咀寧.盾構(gòu)機主軸承密封的調(diào)整和更換j. 建筑機械,200