張崇
（中鐵建（jiàn）大橋工程（chéng）局集團第二（èr）工程（chéng）有（yǒu）限公（gōng）司，廣東（dōng）深圳 518000）

　　【摘　要】對於盾構機來講，其Z為核心的驅動部件（jiàn）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（yòng）。在實際的（de）工程應用中，主驅動故障（zhàng）是極為普遍的狀況（kuàng），隻有（yǒu）對其進行（háng）早期預防和常規（guī）保養才（cái）能有效保障盾構機的正常使用。本（běn）文主要針對主驅（qū）動的常見故障進行（háng）分析，並總結（jié）出了切實有效的維護（hù）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（dòng）；故障（zhàng）分析；維護措施
　　1　引言（yán）
　　近年（nián）來（lái），隨著我國交（jiāo）通行業的迅速發（fā）展，我國的地鐵隧道和穿山隧道的開挖技（jì）術也取得（dé）突飛猛進的發展，盾（dùn）構（gòu）機作為一種集液壓、機械、電氣和（hé）自動化（huà）控製（zhì）於（yú）一體的大型綜合性施工機械，以其快速、優（yōu）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（jí）其廣泛的應用。而在（zài）盾構機中其（qí）Z為核心的驅動部件就是（shì）主驅動，它在隧道的施（shī）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，通常會由於早期預防和長期保（bǎo）養不當，致使主驅動會出現一些故（gù）障（zhàng），其中Z為常見的（de）主驅動故障主要發生於前部密封、密封（fēng）滑環、減速機、主軸承、馬達或驅動電機等諸多方麵。

　　2　盾構機主驅動的原理
　　盾構機的主驅動（dòng）裝置主要由主軸承、主驅（qū）動箱、連接環、密封壓環、密（mì）封（fēng）滑環、密（mì）封隔環、減速機、馬達或電機、扭矩限製器以（yǐ）及（jí）刀盤驅動等部件組成。軸承外圈（quān）和前體的連接主要是通過連接法（fǎ）蘭用（yòng）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（chéng）的內齒圈來直接驅動刀盤進（jìn）行旋轉。主軸（zhóu）承主要設置有2道唇形內密封（fēng）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（nèi）的大（dà）氣塵土（tǔ）入侵，而後一道內（nèi）密封主（zhǔ）要是用來防止主軸承內的潤滑油外（wài）滲；外（wài）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，而後一道密（mì）封和內密封的後一道基本相同，也是用來防止主軸承內的潤滑油滲漏。

圖1 主驅動內密封（fēng）示意圖

　　3　盾構（gòu）機主驅動故障分析和維護措施

　　3.1密封滑環磨損

　　實（shí）例：通過拆檢沈重NFMEPB?6280的盾構機的主驅動，發現外密（mì）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（dì）三道密封（fēng）處（chù）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（ér）在（zài）第二道密封處摩擦痕跡不明顯。

　　故障（zhàng）原因分析：在盾（dùn）構機中由於主驅動密封滑環（huán）的唇形密封分布狀況的（de）不同，可將其分為內、外密封滑環兩種類型，都隨刀盤的（de）轉動而轉動。通常狀況下，內密（mì）封處（chù）的油壓（yā）比較小，也（yě）不受外部壓力的（de）作（zuò）用，這就使得內密封滑環具有（yǒu）較好的（de）受力狀態，因此其磨損就比較小。而外密封滑環的（de）磨損通常主要發生在Z前（qián）側部位，基本就是（shì）在（zài）第三道唇形密封的接觸點上（shàng）。這（zhè）道密封的前側主要用以直接來承受開挖艙的土壓（yā）壓力，其唇口擁有較大的形變，緊緊依附於外密封滑環（huán）之上，並對其產生了較大（dà）的徑向（xiàng）作用力，進而加劇了滑環的磨損。維護措施：在進（jìn）行設計時，通常在外密封滑環之間保留一定的（de）調（diào）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（hé）密封（fēng）唇口之間接觸位置的調整。在實際的（de）工程施工中，盾構機（jī）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（zhěng）。

　　3.2齒輪油（yóu）係統報警

　　實例：在實際的工程應（yīng）用中，通過調試不同品牌的盾構機，頻（pín）繁發現齒輪油係統的脈衝計數（shù）傳感器不斷發出（chū）報警信號，導致刀盤不能正常運轉。並且盾構在掘進一段距離以後，齒輪油係統報警更加頻繁，將主驅動箱後麵的（de）觀察孔打開後發現存在許多（duō）的（de）黑色異物。

　　故障原因分析：通過對脈衝計數傳感器進（jìn）行有下限值的設定，一旦有（yǒu）報警信號發出，這就說明齒輪油的循環係（xì）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（gè）部件之間的齧合運動受到顯著影響，另（lìng）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（wèn）題（tí），在氣溫較低的季節或地區進行施工時，要對齒輪油的潤滑係統進行（háng）溫度防護（hù），通過（guò）添加加（jiā）熱裝置或防凍油來有效解決這（zhè）一問題；也可以通過增加（jiā）少量的液壓油來有效降低（dī）粘稠度，並定期的對油樣進行分析，通（tōng）過對海瑞克EPB6280的應用發現，此方法解（jiě）決油溫過低問（wèn）題（tí）效果十分顯著，值得大力的推（tuī）廣和應用（yòng）。對（duì）於齒輪油中存在異（yì）物的情況，在選擇齒輪油時，要盡（jìn）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（dǔ）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（jī）時，當開啟主驅動HBW油脂泵很長一段時間後，在刀盤的法蘭麵上始終沒有（yǒu）溢出（chū）油脂（zhī），隻有齒輪油溢出，打開主驅（qū）動的輔助（zhù）油箱，油液液位下降。

　　故障原因分析：由主軸承的唇形密封特（tè）點可知，其前三道密封主要是由EP1來（lái）進行（háng）潤滑（huá），而Z後一（yī）道密封則是和（hé）前三道密封呈背靠背方（fāng）式裝配（pèi），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（zé）是從主軸（zhóu）承的輔（fǔ）助油箱內注入齒輪油，清洗主軸承密封腔體內的雜質，以有（yǒu）效確保（bǎo）主軸承密封清潔良好。但在實際工程中通常會由於齒輪油具有較大的循環壓（yā）力，這就（jiù）會導致前部腔體的HBW在未能充滿腔（qiāng）體時就（jiù）會形成一定的壓力（lì）進而將密封衝開，從主軸承的刀盤法蘭（lán）麵直接溢出。如果（guǒ）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（shí），就極易使土艙土體進入到主軸承內部（bù），進（jìn）而損壞主軸承。

　　維護措（cuò）施：針對（duì）上（shàng）述現象可以通（tōng）過對（duì）泵出（chū）口（kǒu）壓力（lì）的調整，使（shǐ）其降低到HBW能順利的從主軸承的刀盤法（fǎ）蘭盤中溢出為止。如（rú）果油箱的液位下降，要（yào）及時的補充油品；如果顏色變化十分明（míng）顯，要及時的更換新油品。實際工程中就存在由於檢查主（zhǔ）軸承齒輪（lún）油油箱不及（jí）時而導致主（zhǔ）軸（zhóu）承的損壞現象（xiàng）。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（sù）機齒（chǐ）牙斷（duàn）裂這種現象主要就是通過油品顏色檢查來進行確定的（de）。

　　4　結束語

　　主驅動作為盾構機Z為核心的組成構件，為有效（xiào）保障盾構機的正常運行，在實際的（de）施工過程中，施工企業要（yào）積極加強對盾構機的（de）日常檢查，對於（yú）其在施工（gōng）中（zhōng）經常出現的故障，要在結構設計、加（jiā）工以及裝配的過程中進（jìn）行有效的控製，從根（gēn）本上保障主驅動的總體質量（liàng），有效避免由（yóu）於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（qū）動（dòng）常見故障分析[J].科技與（yǔ）企業，2013.

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

　　[3]淩波.盾構主驅動內（nèi）密封故障與維修[J].城（chéng）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（kē）技（jì）：學術版》2015年第1期