精品實(shí)用范文 淺析盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)故障與維修

1、淺析盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)故障與維修淺析盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)故障與維修 【摘 要】主驅(qū)動(dòng)是盾構(gòu)機(jī)的核心驅(qū)動(dòng)部件，在盾構(gòu)法隧道施工過程中起到動(dòng)力轉(zhuǎn)換和輸出的作用。在主驅(qū)動(dòng)的實(shí)際使用中，主驅(qū)動(dòng)故障的早期預(yù)防、常規(guī)保養(yǎng)，直接影響著盾構(gòu)機(jī)的使用工況，了解主驅(qū)動(dòng)的常見故障，有助于在常規(guī)保養(yǎng)中對(duì)故障點(diǎn)加以預(yù)防，有助于在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)判定原因，制定處理方案。 【關(guān)鍵字】盾構(gòu)機(jī)；主驅(qū)動(dòng)；故障分析 中圖分類號(hào)：p135 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 引言 盾構(gòu)機(jī)作為集機(jī)械、液壓、電氣與自動(dòng)化控制于一體的綜合性大型施工機(jī)械，以其優(yōu)質(zhì)、高速、安全的優(yōu)勢(shì)在地鐵隧道施工與穿山隧道施工中被廣泛應(yīng)用。盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)則是其核心驅(qū)動(dòng)部件，直接起到動(dòng)力轉(zhuǎn)換和輸

2、出的作用。在正常服役條件下，電機(jī)、馬達(dá)、箱體結(jié)構(gòu)等具備較長的使用壽命，對(duì)主驅(qū)動(dòng)總成的壽命影響較小。常見的主驅(qū)動(dòng)異常損壞大多發(fā)生在前部密封、密封滑環(huán)、主軸承、減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)或馬達(dá)等方面。本文以羅賓斯epb218-362機(jī)型淺析主驅(qū)動(dòng)的故障及維護(hù)保養(yǎng)。 1、盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)的主要組成 1.1主驅(qū)動(dòng)箱：主驅(qū)動(dòng)箱是主驅(qū)動(dòng)總成的主要結(jié)構(gòu)件，用于承載主軸承、驅(qū)動(dòng)法蘭、減速機(jī)等其他部件，同時(shí)提供主軸承潤滑系統(tǒng)的齒輪油容納空間，為前部密封及油脂潤滑系統(tǒng)提供油脂通道。 1.2主軸承：主驅(qū)動(dòng)的核心組件，包含三個(gè)軸承，外環(huán)與主驅(qū)動(dòng)箱相對(duì)固定，內(nèi)環(huán)與刀盤驅(qū)動(dòng)法蘭相連，是驅(qū)動(dòng)刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)的過渡連接部件。 1.3連接環(huán)：連接、

3、固定主驅(qū)動(dòng)各結(jié)構(gòu)件，配合主驅(qū)動(dòng)箱，提供潤滑油脂通道。 1.4密封隔環(huán)：將多道唇形密封分離隔開，形成空腔以填充潤滑脂。 1.5密封滑環(huán)：提供唇形密封的接觸面。 1.6密封壓環(huán)：固定唇形密封，形成合適的預(yù)緊壓力。 1.7刀盤驅(qū)動(dòng)法蘭：連接主軸承大齒圈與刀盤法蘭的連接部件，帶動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)。 1.8馬達(dá)或電機(jī)：刀盤的動(dòng)力源，將流體勢(shì)能或電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。該設(shè)備裝有五臺(tái)主驅(qū)動(dòng)裝置，每一臺(tái)的動(dòng)力均為160千瓦、690伏、三相、50赫茲的變頻電機(jī)。 1.9減速機(jī)：減速機(jī)為行星齒輪型，三級(jí)減速的總減速比為104.8:1。配合馬達(dá)或電機(jī)，通過旋轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)較大的驅(qū)動(dòng)扭矩。 1.10扭矩限制器：應(yīng)用于電驅(qū)型盾構(gòu)

4、機(jī)，連接電機(jī)與減速機(jī)，在刀盤扭矩急劇增大時(shí)脫離，隔開電機(jī)與減速機(jī)，從而避免電機(jī)的損壞。 2、盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)常見故障分析 2.1密封滑環(huán)磨損 實(shí)例：在某國外知名品牌的盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)拆檢中，發(fā)現(xiàn)外密封滑環(huán)在與唇形密封接觸處有明顯環(huán)槽狀摩擦痕跡，第一道密封處為(寬度深度)132.6mm，第二道密封處為(寬度深度)111.6mm,第三道密封處(寬度深度)90.3mm。內(nèi)密封滑環(huán)在前端第一道密封處存在(寬度深度)20.3mm環(huán)形擦痕，第二道密封處無明顯摩擦痕跡。 分析：主驅(qū)動(dòng)的密封滑環(huán)因唇形密封的分布不同，也分為內(nèi)密封滑環(huán)和外密封滑環(huán)兩種，隨著刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于內(nèi)密封處油壓較小，同時(shí)外部無壓力，所以內(nèi)密

5、封滑環(huán)一般受力狀態(tài)較好，不會(huì)有太大的磨損。外密封滑環(huán)的磨損主要在最前側(cè)，也就是第三道唇形密封的接觸點(diǎn)。此道密封的前側(cè)直接承受開挖艙的土壓壓力，唇口形變較大，緊貼于外密封滑環(huán)上，對(duì)外密封滑環(huán)有較大的徑向作用力，從而引起滑環(huán)磨損的加劇。另外，此道密封的前端加注的是hbw油脂，為保證密封效果，這種油脂內(nèi)含有大量的纖維絲和金屬顆粒，在密封與滑環(huán)的相對(duì)動(dòng)動(dòng)中，會(huì)額外增加摩擦阻力，也會(huì)加劇外密封滑環(huán)的磨損。在設(shè)計(jì)時(shí)，外密封滑環(huán)一般留有一定的調(diào)整空間，通過緊固螺栓和頂絲螺栓的配合，可以調(diào)整滑環(huán)與密封唇口的接觸位置。一般來說，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)一公里時(shí)應(yīng)對(duì)外密封滑環(huán)進(jìn)行檢查，以確定是否需要調(diào)整。每個(gè)滑環(huán)應(yīng)可調(diào)整兩次

6、。 2.2齒輪油系統(tǒng)報(bào)警 實(shí)例：在中鐵系列盾構(gòu)的工廠調(diào)試時(shí)和多臺(tái)不同品牌的盾構(gòu)實(shí)際使用中，多次發(fā)現(xiàn)齒輪油系統(tǒng)的脈沖計(jì)數(shù)傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，致使刀盤無法轉(zhuǎn)動(dòng)。某盾構(gòu)在掘進(jìn)一段距離后，齒輪油系統(tǒng)頻繁報(bào)警，打開主驅(qū)動(dòng)箱后部觀察孔，發(fā)現(xiàn)黑色異物。 分析：脈沖計(jì)數(shù)傳感器設(shè)定的有下限值，如果發(fā)出報(bào)警信號(hào)，說明齒輪油循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)異常，此時(shí)，潤滑效果可能失效，影響各部件的嚙合運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，還可能無法降低各配件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦熱量，可能導(dǎo)致異常損壞。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要有以下兩種，一是油溫過低，齒輪油的粘稠度太高，導(dǎo)致過濾器的工作條件不符合設(shè)計(jì)值，無法達(dá)到理論上的流量。因此，在寒冷季節(jié)或寒冷地區(qū)施工時(shí)，應(yīng)對(duì)齒輪

7、油潤滑系統(tǒng)加以防護(hù)，或添加加熱裝置解決此問題；或增加少量的液壓油降低粘稠度，并定期進(jìn)行油樣分析，羅賓斯epb218-362遇到該問題時(shí)按照此方法解決問題，效果顯著。再有就是齒輪油內(nèi)有異物，導(dǎo)致過濾器堵塞。從多臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的使用情況來看，異物的存在大多來源于齒輪油在加注過程中的清潔度不夠，還有在裝配時(shí)涂抹的平面密封膠過多硬化以后形成的。 2.3密封及潤滑油品檢查 實(shí)例：羅賓斯218-362型盾構(gòu)機(jī)在調(diào)試時(shí)，主驅(qū)動(dòng)hbw油脂泵開啟后很長一段時(shí)間，刀盤法蘭面一直無油脂溢出，只有齒輪油溢出，打開主驅(qū)動(dòng)輔助油箱，液位下降。盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中應(yīng)經(jīng)常對(duì)主軸承齒輪油箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)齒輪箱、主軸承輔助油箱等液位檢測(cè)。

8、分析：根據(jù)主軸承唇形密封（圖1）特點(diǎn)，前三道密封由ep1進(jìn)行潤滑，最后一道密封與前三道密封背靠背裝配，前部腔體注入hbw，防止土艙土體進(jìn)入主軸承使其損壞；背部腔體由主軸承輔助油箱注入齒輪油，將少量進(jìn)入主軸承密封腔體的雜質(zhì)進(jìn)行清洗，保持主軸承密封清潔作用。由于該齒輪油循環(huán)系統(tǒng)壓力過大，前部腔體的hbw還來不及充滿整個(gè)腔體形成一定壓力時(shí)，將密封沖開，直接從主軸承刀盤法蘭面溢出。一旦hbw沒有充滿前部腔體，該密封起不到保護(hù)作用，掘進(jìn)時(shí)，土艙土體很容易從該通道進(jìn)入主軸承內(nèi)部，導(dǎo)致主軸承損壞。隨后，通過調(diào)整泵出口壓力，降低一定值，直到hbw從主軸承刀盤法蘭盤溢出解決此問題。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，操作人員應(yīng)每

9、天對(duì)主軸承油箱、輔助油箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)齒輪箱進(jìn)行檢查，目測(cè)液位是否下降，每周油樣顏色檢查，500環(huán)后油樣分析。若油箱液位下降，補(bǔ)充油品；若顏色變化明顯則及時(shí)油樣分析，及時(shí)更換新油品。某地鐵施工中由于疏忽大意，對(duì)主軸承齒輪油油箱檢查不及時(shí)，當(dāng)主軸承出現(xiàn)異響時(shí)，取出齒輪油發(fā)現(xiàn)全變成黑色。經(jīng)檢測(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速機(jī)末端端蓋(圖2)與定位孔發(fā)生摩擦，減速機(jī)齒牙斷裂。經(jīng)分析：驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速機(jī)端蓋與定位孔過盈配合，受力發(fā)生摩擦，間隙漸漸變大，導(dǎo)致定位失效，減速機(jī)齒輪與主軸承大齒圈齒輪嚙合不緊密，發(fā)生來回竄動(dòng)，最終出現(xiàn)打齒現(xiàn)象，發(fā)生事故。如果前期對(duì)油品進(jìn)行顏色檢查，顏色變化較大時(shí)進(jìn)行油樣分析，可以發(fā)現(xiàn)金屬含量過高，停機(jī)全面檢查并分析原因，完全可以消除事故。 圖1 圖2 3、總結(jié) 綜上所述，主驅(qū)動(dòng)總成由于其關(guān)鍵性，在制造