張崇
（中鐵建大橋工程局集團第二工程有限公司，廣東深圳 518000）

　　【摘　要】對于盾構機來講，其Z為核心的驅動部件就是主驅動，在進行盾構法隧道施工時起著動力轉換和輸出作用。在實際的工程應用中，主驅動故障是極為普遍的狀況，只有對其進行早期預防和常規保養才能有效保障盾構機的正常使用。本文主要針對主驅動的常見故障進行分析，并總結出了切實有效的維護措施，以期能有效預防主驅動故障，保障工程施工的順利進行。
　　【關鍵詞】盾構機；主驅動；故障分析；維護措施
　　1　引言
　　近年來，隨著我國交通行業的迅速發展，我國的地鐵隧道和穿山隧道的開挖技術也取得突飛猛進的發展，盾構機作為一種集液壓、機械、電氣和自動化控制于一體的大型綜合性施工機械，以其快速、優質、安全、高效等眾多優勢在地鐵以及穿山隧道的施工中得到極其廣泛的應用。而在盾構機中其Z為核心的驅動部件就是主驅動，它在隧道的施工中起到動力轉換與輸出的作用。但是在實際的工程應用中，通常會由于早期預防和長期保養不當，致使主驅動會出現一些故障，其中Z為常見的主驅動故障主要發生于前部密封、密封滑環、減速機、主軸承、馬達或驅動電機等諸多方面。

　　2　盾構機主驅動的原理
　　盾構機的主驅動裝置主要由主軸承、主驅動箱、連接環、密封壓環、密封滑環、密封隔環、減速機、馬達或電機、扭矩限制器以及刀盤驅動等部件組成。軸承外圈和前體的連接主要是通過連接法蘭用螺栓來進行固定的，內（齒）圈主要是通過螺栓與刀盤來進行連接的，借助液壓的動力來帶動減速器、液壓馬達以及軸承的內齒圈來直接驅動刀盤進行旋轉。主軸承主要設置有2道唇形內密封和3道唇形外密封（圖1），前一道內密封主要是用來阻止盾體內的大氣塵土入侵，而后一道內密封主要是用來防止主軸承內的潤滑油外滲；外密封的前兩道采主要是用永久性的失脂潤滑來阻止土倉內泥漿和渣土的滲入，而后一道密封和內密封的后一道基本相同，也是用來防止主軸承內的潤滑油滲漏。

圖1 主驅動內密封示意圖

　　3　盾構機主驅動故障分析和維護措施

　　3.1密封滑環磨損

　　實例：通過拆檢沈重NFMEPB?6280的盾構機的主驅動，發現外密封滑環和唇形密封的連接處存在明顯的環槽狀摩擦痕跡，其中道密封處的痕跡的寬度和深度分別為13mm和2.6mm，而第二道密封處的痕跡寬度和深度分別為11mm和1.6mm，第三道密封處的痕跡寬度和深度分別為9mm和0.3mm。同時，在內密封滑環前端道密封處還存在一道寬度和深度分別為2mm和0.3mm的環形擦痕，而在第二道密封處摩擦痕跡不明顯。

　　故障原因分析：在盾構機中由于主驅動密封滑環的唇形密封分布狀況的不同，可將其分為內、外密封滑環兩種類型，都隨刀盤的轉動而轉動。通常狀況下，內密封處的油壓比較小，也不受外部壓力的作用，這就使得內密封滑環具有較好的受力狀態，因此其磨損就比較小。而外密封滑環的磨損通常主要發生在Z前側部位，基本就是在第三道唇形密封的接觸點上。這道密封的前側主要用以直接來承受開挖艙的土壓壓力，其唇口擁有較大的形變，緊緊依附于外密封滑環之上，并對其產生了較大的徑向作用力，進而加劇了滑環的磨損。維護措施：在進行設計時，通常在外密封滑環之間保留一定的調整空間，可以通過頂絲螺栓和緊固螺栓的配合，來進行滑環和密封唇口之間接觸位置的調整。在實際的工程施工中，盾構機每掘進1km就要檢查一次外密封滑環，進而有效確定是不是需要對其進行調整。

　　3.2齒輪油系統報警

　　實例：在實際的工程應用中，通過調試不同品牌的盾構機，頻繁發現齒輪油系統的脈沖計數傳感器不斷發出報警信號，導致刀盤不能正常運轉。并且盾構在掘進一段距離以后，齒輪油系統報警更加頻繁，將主驅動箱后面的觀察孔打開后發現存在許多的黑色異物。

　　故障原因分析：通過對脈沖計數傳感器進行有下限值的設定，一旦有報警信號發出，這就說明齒輪油的循環系統的運轉不正常，這種情況下，其潤滑的效果就極可能失效，進而使各部件之間的嚙合運動受到顯著影響，另外，還會使各部件之間相對運動時產生的摩擦熱量得到顯著提升，極易造成部件的損壞。

　　維護措施：針對油溫過低的問題，在氣溫較低的季節或地區進行施工時，要對齒輪油的潤滑系統進行溫度防護，通過添加加熱裝置或防凍油來有效解決這一問題；也可以通過增加少量的液壓油來有效降低粘稠度，并定期的對油樣進行分析，通過對海瑞克EPB6280的應用發現，此方法解決油溫過低問題效果十分顯著，值得大力的推廣和應用。對于齒輪油中存在異物的情況，在選擇齒輪油時，要盡可能的選擇純度和清潔度較高的油，可有效降低過濾器的堵塞現象。

　　3.3密封及潤滑油品檢查

　　實例：在調試沈重NFM EPB 280盾構機時，當開啟主驅動HBW油脂泵很長一段時間后，在刀盤的法蘭面上始終沒有溢出油脂，只有齒輪油溢出，打開主驅動的輔助油箱，油液液位下降。

　　故障原因分析：由主軸承的唇形密封特點可知，其前三道密封主要是由EP1來進行潤滑，而Z后一道密封則是和前三道密封呈背靠背方式裝配，在其前部的腔體內注入HBW，用以防止土艙的土體進入到主軸承內致使其損壞；而背部的腔體則是從主軸承的輔助油箱內注入齒輪油，清洗主軸承密封腔體內的雜質，以有效確保主軸承密封清潔良好。但在實際工程中通常會由于齒輪油具有較大的循環壓力，這就會導致前部腔體的HBW在未能充滿腔體時就會形成一定的壓力進而將密封沖開，從主軸承的刀盤法蘭面直接溢出。如果HBW不能充滿前部的腔體，就會使密封失去保護作用。這樣在掘進時，就極易使土艙土體進入到主軸承內部，進而損壞主軸承。

　　維護措施：針對上述現象可以通過對泵出口壓力的調整，使其降低到HBW能順利的從主軸承的刀盤法蘭盤中溢出為止。如果油箱的液位下降，要及時的補充油品；如果顏色變化十分明顯，要及時的更換新油品。實際工程中就存在由于檢查主軸承齒輪油油箱不及時而導致主軸承的損壞現象。經檢測鑒定，驅動電機的減速機末端端蓋和定位孔產生摩擦，導致減速機齒牙斷裂這種現象主要就是通過油品顏色檢查來進行確定的。

　　4　結束語

　　主驅動作為盾構機Z為核心的組成構件，為有效保障盾構機的正常運行，在實際的施工過程中，施工企業要積極加強對盾構機的日常檢查，對于其在施工中經常出現的故障，要在結構設計、加工以及裝配的過程中進行有效的控制，從根本上保障主驅動的總體質量，有效避免由于主驅動的故障問題而造成的損失。

　　參考文獻：

　　[1]易朋.盾構機主驅動常見故障分析[J].科技與企業，2013.

　　[2]周鴻源.淺析盾構機主驅動故障與維修[J].城市建設理論研究（電子版），2013.

　　[3]凌波.盾構主驅動內密封故障與維修[J].城市建設理論研究，2012.

　　[4]田海雨.淺析盾構機主驅動故障與維修[J].商品與質量，2014.

來源：《華東科技：學術版》2015年第1期