盾构主驱动密封失效检测及原因分析

为解决盾构主驱动密封系统在掘进过程中失效,造成主驱动、主轴承或齿轮损坏的问题,以某系列土压平衡盾构主驱动密封系统的结构和工作原理为基础,首先,采用适用于现场施工条件的主驱动密封气压检测技术,即分别向内、外密封各腔体内通入100 kPa压缩空气,保压30 min后,压降值在允许范围内为合格,超出为不合格,进而判定主驱动密封是否失效。然后,结合现场经验和理论分析,从设计、装配、操作、磨损4个方面对密封失效的原因进行分析,得出装配不合格、操作不当和正常磨损等问题均是目前最常见的密封失效原因。最后,针对密封失效原因,分别从设计、安装、操作、日常维保等各个环节进行预防把控,以保证主驱动密封系统达到设计使用寿命。     

土压平衡盾构主驱动密封滑道磨损处理

为处理盾构机在使用过程中出现的老化磨损等问题,以盾构机的核心部件系统--主驱动密封系统为例,阐述密封系统的密封滑道在长期使用后出现的磨损情况,总结出处理滑道磨损的方法有: 1）拆卸密封垫圈调整处理; 2）加工密封滑道并贴钢带处理; 3）激光堆焊修复处理。同时介绍罗威特土压平衡盾构机主驱动密封滑道的磨损情况及其相关处理措施,进一步论证了密封位置调整处理措施及主驱动密封润滑油脂注入量的重要性。     

盾构主驱动减速机国产化开发研究

基于国内外减速机发展概况及盾构主驱动减速机国产化研究的现状,提出盾构主驱动减速机国产化不仅是我国盾构行业发展的迫切需要,同时具备一定的国产化条件。在对LOVAT 246盾构主驱动减速机前期使用过程中出现的故障现象进行统计分析的基础上,针对所出现故障的特殊性,从材料选用、齿轮模数与尺寸、轴承优化选型等方面进行国产化研究。经过现场试用后,其样机性能完全满足盾构正常掘进需求。盾构主驱动减速机国产化开发研究,对提升我国盾构技术水平有着重大意义。     

掘进机主驱动密封润滑系统试验研究

为从不同工况、动态、静态等状态下分析主驱动密封润滑系统对主驱动轴承的保护效果,提出一些可以供掘进机主驱动设计、使用参考的建议。首先,制作透明的主驱动密封油脂扩散装置,通过油脂计量阀进行油脂注入,分别设置不同的迷宫长度、迷宫间隙和润滑量,进行油脂扩散弧长的计量,从而验证油脂的扩散与主驱动迷宫设计对主驱动保护的异同。然后,以某主驱动润滑系统模拟试验台为基础,采用不同的密封润滑剂形式、润滑剂量和刀盘转速相结合,从不同角度对主驱动密封的温度上升原因进行分析,并提出合适的密封工作温度建议。最后,针对部分TBM机型密封失效原因进行分析,并提出可以根据不同机型进行主驱动密封润滑系统设计的思路,以保证主驱动密封系统的良好性能。     

盾构主驱动减速机失效原因分析

为解决盾构法施工中盾构主驱动减速机失效问题,以北京市海淀区500 kV电力隧道工程为依托,结合以往盾构主驱动减速机修复经验,从主电机同步性、故障减速机解体、保险轴断裂及掘进参数等方面进行研究。得到盾构主驱动减速机失效的原因有:1)掘进参数不合理;2)二、三级减速机构滚动轴承失效。可为今后盾构法施工及减速机故障处理提供良好的决策依据。     

盾构螺旋输送机驱动密封故障处理与防护技术

为解决盾构螺旋机驱动密封故障问题,以重庆地区盾构施工情况为依托,结合多台盾构螺旋输送机驱动密封的修复经验,重点分析螺旋输送机驱动密封产生故障的原因: 螺旋机设计不合理、螺旋机螺杆倾斜、筒体连接面磨损、螺杆向前蹿动、油脂注入量不足。总结出新的故障处理（螺旋机结构优化、渣土改良、合理选择螺旋机转速、防止空仓掘进、严控加工工艺等）与预防措施（螺旋机叶片修复、改善油脂注入量、更换损坏部件）。为今后盾构施工中处理螺旋输送机驱动密封故障处理与防护技术提供依据。     

隧道掘进机主驱动高压密封系统关键参数试验研究

为解决隧道掘进机主驱动高压密封技术难题,指导高压工况下密封系统参数设计,通过搭建5 m级主驱动密封试验台,采用静态试验与动态试验相结合的方法,验证密封试验台的可行性,并深入研究转速、承压状态与冷却水流量对唇形密封与聚氨酯密封2种高压密封系统运行温度的影响。结果表明： 1）静态试验下,高压密封系统逐级加压至2 MPa可保持稳定,验证了2种密封系统的高承压能力; 2）唇形密封与聚氨酯密封的动态试验显示,高转速会降低承压密封的稳定性,在高压下影响显著增强; 3）转速对密封系统温度有较大影响,与密封系统温升呈正相关,并且承压越高,密封系统温升越大; 4）2种密封系统在转速1.5r/min附近可均衡系统稳定性与发热量要求,聚氨酯密封结构的冷却水流量控制在50 L/min较优。     

采用橡胶气囊实现隧道盾构密封的研究

充气式高压橡胶气囊作为一种新的密封方式被应用到盾构施工中。为了解决隧道盾构进出洞施工中的盾构密封问题,从密封原理出发,进行了性能参数、装置结构特点、气囊选型设计、安装操作流程等方面的分析研究,结果表明:充气式高压橡胶气囊可以实现进出洞门与盾构外壳的可靠密封,其操作性和可靠性相对传统密封方式有了很大的改进和提高,目前已在盾构进出洞密封工程中得到了应用。     

盾构刀盘驱动多电机同步控制策略研究

为了保障盾构刀盘驱动系统能够稳定运行,刀盘驱动电机之间的同步性能是一个关键因素。针对盾构电机数量多、结构复杂的特点,分析主从控制、并行同步控制和几种耦合控制在盾构驱动电机控制应用中的优缺点,说明并行同步在应用中的合理性;设计一种模糊PID智能控制算法,提出模糊PID控制器与并行同步控制结构相结合的盾构刀盘驱动多电机同步控制策略,应用Matlab/simulink进行建模仿真,对该控制策略和常规的PI控制进行仿真对比。结果证明:所提出的控制策略的动态响应快、实时性能好,在相同的负载突变状况下,该方法具有更强的鲁棒性,能更好地使多电机以设定速度同步运行。     

电池密封结构优化设计的研究分析

在电池研制的过程中,电池极柱的密封是与保证性能稳定的重要因素,尤其是镍氢电池,由于电解液为强碱,强碱的渗透性强,加上电池的内压高到1MPa以上,电池往往在使用初期密封性能尚可,随着时间的增加,电解液慢慢从密封圈的分子间隙中渗透出去,从而影响到电池的性能,为此我公司对电池极柱的密封结构形式、密封圈的材料以及密封圈的合理压缩量进行了研究和改进,结合国内外同类产品的结构优点,设计了一种独特的极柱密封结构,解决了极柱密封的难题,从而保证电池的使用寿命。     

土压平衡盾构盾尾密封刷检修技术

土压平衡盾构机主要密封部位之一的尾刷,却是非常容易损坏且难以修复的部件,以小松盾构机为例,介绍在区间隧道掘进中停机检修盾尾刷的必要安全条件、检查与更换方法、密封刷更换后的保护措施等实用技术。特别是对检修前的准备工作进行了详细阐述。     

斜井隧道双模式盾构推进油缸布局优化研究

盾构推进油缸的布局合理性关系到隧道管片拼装质量,在斜井隧道施工中则更为突出。以煤矿斜井双模式盾构为例,通过分析不同掘进模式和工况下推进油缸布局优化条件以及根据单个管片受力均匀、管片环整体受力平衡及各分区推力均方差最小的优化原则,完成推进油缸的位置及分区优化。推进油缸布局优化后,各管片受力均匀,衬砌环整体受力平衡,各分区推力相近,有利于避免管片被压溃,研究结果对盾构推进系统的选型和设计有指导作用。     

盾构切削刀具的布置规律及优化研究

根据盾构切削刀具的阿氏螺线布置规律,针对北京地铁四号线14标学院南路站—双榆树站区间盾构刀具的布置形式,推导该区间盾构刀具的阿氏螺线布置公式及规律;并通过对刀具实际磨损情况的分析和研究,提出减少刀具磨损的优化布置措施。研究有助于为同类工程盾构刀具的布置提供参考。     

盾构通用管片排版优化与纠偏控制研究

为了保证盾构法隧道的施工质量,推导了盾构隧道施工中隧道设计轴线、管片成型轴线和盾构机推进轴线三者之间的关系,建立了通用管片排版优化与纠偏控制计算方法,开发了相应的软件,并将其应用于宁波市轨道交通1号、2号线盾构施工中。结果表明该计算方法和软件符合工程要求,为高效安全施工提供了保障。     

TBM主轴承密封系统洞内修复

TB880E型隧道掘进机(TBM)主轴承耐磨钢带被唇形密封磨穿,断裂后刺穿密封,造成密封系统失效,导致大量粉尘等颗粒杂质进入主轴承,需对主轴承密封系统进行修复,在洞内脱离刀盘、解体主轴承密封、更换主轴承唇形密封和耐磨钢带以及修复迷宫密封。实践证明,即使在空间有限的情况下,通过优化传统修复工艺,针对具体问题提出创新修复工艺是能够高效、快速地完成修复工作,可为类似故障提供参考。     

盾构主轴承齿轮箱应用参数监测技术的可行性研究

以刀盘扭矩、刀盘转速和主驱动电流为3个变量,通过理论推导,定义参量"能量输出效率E",对盾构主轴承齿轮箱的能量传递效率进行定量评价。其可行性在延长盾构/TBM使用寿命相关研究实践中得到了验证。对主轴承齿轮箱等盾构部件工作状态进行参数监测,"E"参量具有开发应用前景。     

某盾构主轴承油脂消耗分析与控制

针对某盾构主轴承HBW、EP2油脂耗量过大的问题,通过分析计算油脂理论消耗量与现场统计盾构主轴承油脂实际消耗量,得出HBW、EP2油脂的实际消耗量与理论消耗量的比值分别为2.6,3.1。从主轴承密封结构、油脂注入系统原理、油脂注入程序设置、管路布置、执行元件性能等多个方面进行详细分析,总结出控制程序设计不合理、油脂泵压力设定不当等造成油脂耗量过大的主要原因,并提出相应改进措施,为设备使用和厂家后续设备优化、改造提供参考。     

充气式高压橡胶气囊在隧道盾构密封工程的应用

在隧道盾构机进出洞施工中采用充气式高压橡胶气囊作为一种密封工程应用新方式,是对传统密封方式的改进提高,文中阐明了该密封装置的组成及结构特点,从密封原理、性能参数、气囊选型设计、安装操作流程等方面进行计算分析,这种充气式高压橡胶气囊实现了进出洞门与盾构机外壳的可靠密封,防止了渗水涌沙的发生,该密封方法安装操作简单,辅助工程施工量少,密封效果好,可靠性高,大大降低施工成本的同时,也降低了施工渗漏事故的风险性,在盾构机进出洞密封工程中逐渐得到了广泛应用。