NFM盾构机主传动轴旋转密封系统

1、NFM盾构机主传动轴旋转密封系统第4期(总第29期)2008年7月赢体秸动与控剑FluidPowerTransmissionandControINFM盾构机主传动轴旋转密封系统胡小毛(法国NFM技术有限公司北京100000)摘要:本文旨在介绍NFM盾构机的主传动轴的关键旋转密封系统.关键词:盾构机;旋转密封;唇形密封;油脂中图分类”:TH137文献标识码:B文章编号:167289042008)040050002引言盾构机是通过刀盘对土体进行切削来开挖隧洞的.在刀盘和主驱动之间有一个重要的组成部分一中心回转体.中心回转体由旋转和固定的两部分组成.水,泡沫,膨润土都可以通过中心回转体注入到刀盘面,

2、这样不仅可以大大改良开挖面土壤,还能有效的减小刀盘扭矩,改善土壤的流动性,使盾构机的掘进速度得到极大的提高.由于开挖隧道通常位于地面以下几十米处,开挖面存在很大的土压.这种压力很容易使土体中的水和泥沙进入旋转体内部,磨损筒体,将严重影响隧道施工.因此,旋转体密封系统就在这其中扮演了极其重要的角色.1旋转密封系统的组成图1NFM旋转密封系统NFM盾构机的旋转密封系统由五个特殊设计的唇形密封(图1中A,B,c,D,E)组成,通过注入三种油脂来达到密封和润滑目的.1)空腔Pl:注入HBW油脂.由于迷宫密封压力损失,P1的压力要比P0高.2)空腔P2:注人NLGI2油脂,压力为0.3M).4MPa.例

3、如,内部压力为0.3MPa,HBW油脂压力必须为0.35MPa.密封A上的压差为0.15-0.25MPa.由于唇收稿13期:20080310作者简介:胡小毛,.形密封A上的压差小,所以其磨损将减少.因为P2的压力比P1高,所以油脂消耗也很少.3)空腔P3:在P2注入油脂的同时,也向P3注入NLGI2油脂,但是其流量稍低.在注入油脂的时候,空腔P3的压力通过参考P2的最大压力来调节,最大压差为0.05MPa.如果密封B两侧压力平衡,那么油脂消耗就会很低,密封的磨损也很小.4)空腔P4:为了在低压下得到5m/min的平均循环速度,P4应用DT46液压油润滑.唇形密封c的压差为0.30.45MPa.

4、因此这个唇形密封的磨损系数最高.如果唇形密封泄漏,液压油中将会有油脂,所以唇形密封泄漏很容易被发现.而高速循环油可以用来冷却密封的导槽.5)空腔P5:应用液压油周期性润滑.通过泄漏油可以观察是否存在渗漏.如果密封c发生这种问题,将停止向空腔P4注油,而向空腔P5注油.如果密封A发生泄漏(发现油脂流量异常高或油脂压力大于最大压力),将停止空腔P2的油脂注入,由密封B承担密封作用.2中心回转体中NLGI2油脂的使用NLGI2油脂在旋转密封系统中起了很重要的作用.它通过气动油脂泵注入到中心回转体P2,P3腔(如图1中V2,V3),一共有内部和外部密封28个注入点(图2).2.1NLGI2油脂特性参数

5、2.2操作模式NLGI2操作模式有自动和手动两种.2.2.1自动模式1)在刀盘启动之后,将自动运行NLGI2油脂系统;2)在刀盘停止之后,将自动关闭NLGI2油脂2008年7月胡小毛:NFM盾构机主传动轴旋转密封系统51嬲蘧霸一瓣l一一f一一一一汹一广”一?1图2NLGI2油脂在旋转密封系统系统.2.2.2手动模式1)操作手在工控电脑上选择需要注入油脂的管路;2)操作手开启油脂开关打开油脂运行;3)操作手关闭油脂开关关闭油脂运行;4)当启动刀盘之前,必须把油脂手动模式转换为自动模式.2.3运行条件油脂泵正常工作压力为20MPa,其最大工作压力为24MPa.如果油脂泵压力低于2MPa,PLC将会

6、报警;如果油脂泵压力低于1MPa,油脂泵将停止工作,掘进也随即停止.注入旋转体内外部密封共有4条油脂管路,如表1所示.旋转体通过压力传感器来检测密封内部油脂的压力状况,其正常工作的压力范围是0.250.45MPa,如果压力低于0.25MPa,PLC将自动打开电磁阀,向旋转体注入油脂来保持压力,起到润滑和密封的作用;如果压力高于0.45MPa,PLC将会报警,压力高表1油脂管路内部F3内部F2外部F3外部F2电磁阀EV401E,402EV403E,404计数器ZS411ZS412ZS413Zs414压力传感器PF401PF402PF403PF404设计梳量9m【_/rtma45mt/rma10w

7、Lhma7mL/rtma于0.5MPa,PLC将停止油脂的注入.在注入油脂的同时,不仅通过压力传感器来检测旋转体的工作情况,还要通过计数器来检测油脂的注入量.如果唇形密封出现泄漏,那么压力传感器将无法检测到油脂压力.为了满足润滑,密封的基本要求,同时合理的使用油脂,就需要运用计数器来计算油脂注入量,对是否继续注脂做出判断和操作.根据设计要求,油脂管正常注入量为5-10次/min.3检修与维护在隧道施工的过程中,由于循构机的中心回转体对施工进度起着至关重要的作用,所以应当随时关注旋转体的各项运行参数.通过工控电脑显示的数据及时分析旋转体的工作状况.定期对压力传感器,计数器,油脂管,油脂分配阀等部件进行清理工作.发现问题要及时做好记录,马上处理,否则有可能造成盾构机的中心回转体磨损,油脂过量使用等严重后果,从而带来不必要的经济损失.参考文献11路甬祥等.液压气动技术手册M.北京:机械工业出版社,2oo322骆涵秀,李世伦,朱杰等.机电控制【