劉恒

摘　要：主驅動密封是影響主驅動使用壽命的重要因素，國內的主驅動密封的設計選型已經日趨成熟，本文通過簡要的介紹主驅動密封的結構與原理，分析影響主驅動密封壽命的主要因素，從主驅動密封檢驗的角度出發(fā)論述主驅動密封保壓試驗。供相關人員參考借鑒。

一、引言

盾構是一種先進的隧道設備，投資巨大，對設備的可靠性具有很高的要求。其中主驅動系統(tǒng)是盾構機的核心部件之一，通過與刀盤連接，在提供刀盤回轉扭矩的同時還承受推進系統(tǒng)的全部推力，負載大、使用工況差，、工作壽命長，可靠性要求高，而主驅動密封有是保證其正常工作的關鍵因素，密封系統(tǒng)的故障或失效會加速主驅動內部傳動件的磨損和報廢。影響主驅動密封性能的因素有選型設計、密封安裝、密封油脂等。相關設計人員根據(jù)施工人員的信息反饋已經對密封的材質及結構進行了優(yōu)化處理，然而主驅動密封安裝完成后很難檢測密封的裝配情況，因此通主驅動保壓試驗來檢測主驅動密封的保壓效果顯得尤為重要。

盾構掘進圖

二、主驅動密封結構與原理

主驅動外密封的作用主要是把土倉內帶有一定壓力的泥水、砂石與主軸承、齒輪箱隔離起來，防止泥沙進入主驅動箱體，損壞軸承及齒輪。主驅動密封主要采用機械式迷宮密封與唇形密封組合的密封形式，唇形密封是具有自封的作用的密封圈，主要依靠唇口貼近襯套的表面，阻塞泄漏通道而獲得密封效果，密封圈的工作壓力為預緊壓力與被密封介質壓力之和，當被密封介質增大時，唇口被撐開，更加緊密的貼緊在密封面。

如上圖所示的3道密封與刀盤法蘭之間形成了OH、OZ、OC三個油脂腔，在每一個腔周邊均勻布置若干個油脂注入孔，每一個油脂腔供給均有一個獨立的油脂分配閥提供恒定的供給量，其中OH腔主要采用粘度較大的HBW進行密封潤滑，高粘度的油脂能夠充滿密封襯套與密封唇的間隙，并通過油脂分配馬達使HBW連續(xù)的溢出，從而使土倉內的密封腔隔離；OZ主要采用EP2油脂進行潤滑，OC腔主要采用齒輪油系統(tǒng)對前兩道密封的唇口進行潤滑，在主驅動高速旋轉的情況下，減小密封襯套與唇口的摩擦，延長密封的使用壽命。

三、主驅動密封保壓試驗

主驅動密封在廠內裝配過程中可能會出現(xiàn)襯套變形、密封扭轉、密封局部受力不均斷裂，密封安裝不到位等情況，且密封安裝后質檢人員不能直觀的檢測密封安裝情況，為檢驗主驅動密封的裝配質量，避免因為工廠裝配因素造成主驅動密封失效，主驅動密封在廠內組裝完成后需要進行主驅動保壓試驗。保壓試驗進行前先將OH腔，OZ腔充滿油脂，使唇形密封的唇口能夠緊密的貼合在襯套上，確保密封保壓試驗的效果。

1. 主驅動保壓工裝是外形如圖3所示的一個環(huán)件，通過螺栓連接與主驅動第1道密封的壓環(huán)緊密貼合如圖示2所示，該保壓工裝與主驅動第1道密封、密封壓環(huán)形成一個密閉的腔體，即OH腔，為模擬主驅動密封正常掘進時的工作環(huán)境，需通過減壓閥向該密閉腔內加壓縮空氣，壓縮空氣的壓力維持在4bar左右。

2. 在主驅動密封的OZ腔的末端連接一個壓力表，等待10分鐘左右，觀察壓力表讀數(shù)并做好記錄。

3. 在OH腔壓力維持在4bar的情況下，通過減壓閥向OZ密閉腔內加壓縮空氣，并在OC腔的末端加一個壓力表（圖1），壓縮空氣的壓力達到3.5bar后，通過球閥關閉氣源，進行保壓試驗。10min后記下OZ腔與OC腔的的壓力表讀數(shù)。

4.在OH腔壓力4bar，OZ腔壓力3.5bar的情況下，通過減壓閥向OC密閉腔內加壓縮空氣，壓縮空氣的壓力達到3.0 bar后，通過球閥關閉氣源，并進行保壓試驗。10min后記下OC腔的的壓力表讀數(shù)，并觀察OB檢測腔的透明管內是否滲出齒輪油。

主驅動保壓工裝圖示

5. 試驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象分析

1) 試驗過程中可能會發(fā)現(xiàn)保壓工裝與密封壓環(huán)的結合面出現(xiàn)滲氣的現(xiàn)象，此處滲氣不影響試驗效果，因為我們是通過壓縮空氣模擬主驅動密封的工況，只要該腔體能建立起來壓力，就不會影響后續(xù)的保壓效果。

2)10min后若OZ腔的壓力表讀數(shù)為零，說明道密封裝配合格。若道密封裝配存在問題，OB腔的壓縮空氣會通過道密封的間隙進入到OZ腔，引起OZ腔的壓力表讀數(shù)變化。

3)10min后?OZ腔密封腔的壓降小于0.1bar，且OC腔的壓力表讀數(shù)未發(fā)生變化，說明第二道密封裝配合格。當OZ腔的壓力首次達到3.5bar后，應該等1min左右再關閉氣源，若OZ腔壓力剛達到3.5bar，就關閉氣源，壓力表讀數(shù)會出現(xiàn)迅速的下降，但是OC腔的壓力表讀數(shù)不會發(fā)生變化。

4)試驗過程中注意觀察OB檢測腔的透明管內是否有齒輪油或雜質滲出，若透明檢測腔內發(fā)現(xiàn)齒輪油。說明第3道密封裝配不到位。

通過對主驅動密封保壓試驗的數(shù)據(jù)分析，正常情況下10min內的壓降維持在0.2bar左右，若發(fā)現(xiàn)保壓過程中壓降值過大，相關人員需停止保壓試驗并認真分析原因，若有必要需對密封進行拆檢。

四、結語

盾構施工過程中主驅動密封若出問題，現(xiàn)場維修或更換異常困難，為避免出現(xiàn)主驅動密封裝配質量的問題，在要求車間人員遵守裝配工藝的同時應引入保壓試驗，保證主驅動密封系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作，各項指標滿足設計要求。

（來源：中國機械）