【精品】实用范文 浅析盾构机主驱动故障与维修.doc

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1、浅析盾构机主驱动故障与维修浅析盾构机主驱动故障与维修 【摘 要】主驱动是盾构机的核心驱动部件,在盾构法隧道施工过程中起到动力转换和输出的作用。在主驱动的实际使用中,主驱动故障的早期预防、常规保养,直接影响着盾构机的使用工况,了解主驱动的常见故障,有助于在常规保养中对故障点加以预防,有助于在出现故障时及时判定原因,制定处理方案。 【关键字】盾构机;主驱动;故障分析 中图分类号:P135 文献标识码:A 引言 盾构机作为集机械、液压、电气与自动化控制于一体的综合性大型施工机械,以其优质、高速、安全的优势在地铁隧道施工与穿山隧道施工中被广泛应用。盾构机的主驱动则是其核心驱动部件,直接起到动力转换和输

2、出的作用。在正常服役条件下,电机、马达、箱体结构等具备较长的使用寿命,对主驱动总成的寿命影响较小。常见的主驱动异常损坏大多发生在前部密封、密封滑环、主轴承、减速机、驱动电机或马达等方面。本文以罗宾斯EPB218-362机型浅析主驱动的故障及维护保养。 1、盾构机主驱动的主要组成 1.1主驱动箱:主驱动箱是主驱动总成的主要结构件,用于承载主轴承、驱动法兰、减速机等其他部件,同时提供主轴承润滑系统的齿轮油容纳空间,为前部密封及油脂润滑系统提供油脂通道。 1.2主轴承:主驱动的核心组件,包含三个轴承,外环与主驱动箱相对固定,内环与刀盘驱动法兰相连,是驱动刀盘运转的过渡连接部件。 1.3连接环:连接、

3、固定主驱动各结构件,配合主驱动箱,提供润滑油脂通道。 1.4密封隔环:将多道唇形密封分离隔开,形成空腔以填充润滑脂。 1.5密封滑环:提供唇形密封的接触面。 1.6密封压环:固定唇形密封,形成合适的预紧压力。 1.7刀盘驱动法兰:连接主轴承大齿圈与刀盘法兰的连接部件,带动刀盘旋转。 1.8马达或电机:刀盘的动力源,将流体势能或电能转化成机械能。该设备装有五台主驱动装置,每一台的动力均为160千瓦、690伏、三相、50赫兹的变频电机。 1.9减速机:减速机为行星齿轮型,三级减速的总减速比为104.8:1。配合马达或电机,通过旋转速度的转换实现较大的驱动扭矩。 1.10扭矩限制器:应用于电驱型盾构

4、机,连接电机与减速机,在刀盘扭矩急剧增大时脱离,隔开电机与减速机,从而避免电机的损坏。 2、盾构机主驱动常见故障分析 待添加的隐藏文字内容22.1密封滑环磨损 实例:在某国外知名品牌的盾构机主驱动拆检中,发现外密封滑环在与唇形密封接触处有明显环槽状摩擦痕迹,第一道密封处为(宽度深度)132.6mm,第二道密封处为(宽度深度)111.6mm,第三道密封处(宽度深度)90.3mm。内密封滑环在前端第一道密封处存在(宽度深度)20.3mm环形擦痕,第二道密封处无明显摩擦痕迹。 分析:主驱动的密封滑环因唇形密封的分布不同,也分为内密封滑环和外密封滑环两种,随着刀盘的转动而转动。由于内密封处油压较小,同

5、时外部无压力,所以内密封滑环一般受力状态较好,不会有太大的磨损。外密封滑环的磨损主要在最前侧,也就是第三道唇形密封的接触点。此道密封的前侧直接承受开挖舱的土压压力,唇口形变较大,紧贴于外密封滑环上,对外密封滑环有较大的径向作用力,从而引起滑环磨损的加剧。另外,此道密封的前端加注的是HBW油脂,为保证密封效果,这种油脂内含有大量的纤维丝和金属颗粒,在密封与滑环的相对动动中,会额外增加摩擦阻力,也会加剧外密封滑环的磨损。在设计时,外密封滑环一般留有一定的调整空间,通过紧固螺栓和顶丝螺栓的配合,可以调整滑环与密封唇口的接触位置。一般来说,在盾构机掘进一公里时应对外密封滑环进行检查,以确定是否需要调整

6、。每个滑环应可调整两次。 2.2齿轮油系统报警 实例:在中铁系列盾构的工厂调试时和多台不同品牌的盾构实际使用中,多次发现齿轮油系统的脉冲计数传感器发出报警信号,致使刀盘无法转动。某盾构在掘进一段距离后,齿轮油系统频繁报警,打开主驱动箱后部观察孔,发现黑色异物。 分析:脉冲计数传感器设定的有下限值,如果发出报警信号,说明齿轮油循环系统运转异常,此时,润滑效果可能失效,影响各部件的啮合运动,同时,还可能无法降低各配件相对运动时的摩擦热量,可能导致异常损坏。出现这种现象的原因主要有以下两种,一是油温过低,齿轮油的粘稠度太高,导致过滤器的工作条件不符合设计值,无法达到理论上的流量。因此,在寒冷季节或寒

7、冷地区施工时,应对齿轮油润滑系统加以防护,或添加加热装置解决此问题;或增加少量的液压油降低粘稠度,并定期进行油样分析,罗宾斯EPB218-362遇到该问题时按照此方法解决问题,效果显著。再有就是齿轮油内有异物,导致过滤器堵塞。从多台盾构机的使用情况来看,异物的存在大多来源于齿轮油在加注过程中的清洁度不够,还有在装配时涂抹的平面密封胶过多硬化以后形成的。 2.3密封及润滑油品检查 实例:罗宾斯218-362型盾构机在调试时,主驱动HBW油脂泵开启后很长一段时间,刀盘法兰面一直无油脂溢出,只有齿轮油溢出,打开主驱动辅助油箱,液位下降。盾构机在掘进过程中应经常对主轴承齿轮油箱、驱动电机齿轮箱、主轴承

8、辅助油箱等液位检测。 分析:根据主轴承唇形密封(图1)特点,前三道密封由EP1进行润滑,最后一道密封与前三道密封背靠背装配,前部腔体注入HBW,防止土舱土体进入主轴承使其损坏;背部腔体由主轴承辅助油箱注入齿轮油,将少量进入主轴承密封腔体的杂质进行清洗,保持主轴承密封清洁作用。由于该齿轮油循环系统压力过大,前部腔体的HBW还来不及充满整个腔体形成一定压力时,将密封冲开,直接从主轴承刀盘法兰面溢出。一旦HBW没有充满前部腔体,该密封起不到保护作用,掘进时,土舱土体很容易从该通道进入主轴承内部,导致主轴承损坏。随后,通过调整泵出口压力,降低一定值,直到HBW从主轴承刀盘法兰盘溢出解决此问题。盾构机掘

9、进过程中,操作人员应每天对主轴承油箱、辅助油箱、驱动电机齿轮箱进行检查,目测液位是否下降,每周油样颜色检查,500环后油样分析。若油箱液位下降,补充油品;若颜色变化明显则及时油样分析,及时更换新油品。某地铁施工中由于疏忽大意,对主轴承齿轮油油箱检查不及时,当主轴承出现异响时,取出齿轮油发现全变成黑色。经检测,驱动电机减速机末端端盖(图2)与定位孔发生摩擦,减速机齿牙断裂。经分析:驱动电机减速机端盖与定位孔过盈配合,受力发生摩擦,间隙渐渐变大,导致定位失效,减速机齿轮与主轴承大齿圈齿轮啮合不紧密,发生来回窜动,最终出现打齿现象,发生事故。如果前期对油品进行颜色检查,颜色变化较大时进行油样分析,可以发现金属含量过高,停机全面检查并分析原因,完全可以消除事故。 图1 图2 3、总结 综上所述,主驱动总成由于其关键性,在制造与装配过程中应严格按照图纸要求控制尺寸公差及内部清洁。作为使用单位,应了解主驱动的主要结构及常见故障,有助于在设计、加工、装配过程中加以重点控制,保证主驱动的总体质量,同时也有助于在施工过程中对主驱动有针对性的加以维护和保养,避免因主驱动的失效而造成工程停工等重大损失。-最新【精品】范文

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