高水压大直径盾构主轴承2种主流密封性能对比研究

为提高大直径盾构（≥9 m）主轴承密封承压能力及可靠性和安全性，通过研究主流形式大直径盾构主轴承密封结构、工作原理、性能参数及典型案例，对2种形式主轴承密封接触应力进行有限元分析，并对比分析数十台2种主轴承密封保压试验数据和掘进数据。研究表明： 1）带楔形突起的唇形密封结构比不带楔形突起的唇形密封结构承压能力更强，且在不借助压力补偿系统时可承受≤0.6 MPa的开挖舱压力。2）在开挖舱压力＞0.6 MPa或开挖舱压力瞬间波动较大的工况下，压力补偿系统由于人为操作迟滞或响应不及时等不确定性因素，唇形密封系统存在较大被击穿的安全隐患。3）单道指形密封正面最大动态承压能力为1 MPa，建议开挖舱压力在0.4～1 MPa时选用指形密封，不需要配置压力补偿系统，可提高主轴承密封结构的承压和稳压能力。     

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1.5 r/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。     

TB880E隧道(硬岩)掘进机主轴承密封故障诊断与处理

通过对TB880E型全断面隧道掘进机(TBM)主轴承漏油、进水、串油脂等故障处理的研究,探讨刀盘固定、锚杆锁固、支撑耐磨钢环焊接、唇型密封换位及HBW油脂系统等工艺和方法在TBM上的使用;在不便于更换修理的环境条件下,较快地解决了TBM主轴承密封缺陷和故障问题,保证了TBM的掘进,提高了设备的使用率,为TBM在今后施工中故障的快速处理提供借鉴。     

TBM主轴承密封滑道设计及安装工艺

针对TBM主轴承密封滑道加工工艺复杂及滑道易磨损致使主轴承非正常失效的问题,提出利用热装司太立（Stellite）耐磨薄板代替碳钢淬火设计密封滑道的方法,并依据司太立耐磨薄板的特点,提出合理的焊接、安装工艺,成功地将密封滑道安装在支撑环件上。在制造过程中,热装耐磨密封滑道工艺简单,节省了密封滑道热处理所需的费用及时间。在工程应用中,耐磨滑道表面始终没有出现裂纹,且磨损量小,提高了密封滑道的耐磨性及TBM主轴承密封系统的可靠性。     

工厂内盾构机主轴承的拆解检测及密封系统静态建压测试

为提高对盾构机主轴承检测认识的全面性，以海瑞克S367泥水盾构机主轴承（型号SKF 87611）工厂检测为例，先介绍主轴承的结构、在盾构机上的安装形式及其密封系统，在此基础上又对主轴承的拆解检测过程进行全程跟踪介绍，最后对主轴承密封系统的静态建压测试作了特别介绍，以全面的角度来描述主轴承在工厂内的检测流程，体现了主轴承检测工作的系统性，对以后盾构机主轴承的检修、再制造有积极的指导意义。     

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。     

盾构主驱动密封优化研究

为提升盾构主驱动密封系统的密封性能和使用寿命,在分析盾构主驱动密封常见失效形式和失效原因的基础上,针对现有盾构密封系统的布局、结构设计和安装工艺的不足,总结提出密封安装结构设计优化和密封安装工艺优化的方案,以提升主驱动密封系统的密封性能,保障盾构施工安全稳定。以目前广泛应用的唇形密封为例,就工作压力对密封系统的影响规律进行建模分析。研究发现:1)密封唇口的变形量主要受压力差影响;2)密封隔环设置支撑对密封的承压能力、使用寿命和防止密封翻转有改善作用;3)通过构建背压,形成合理的压差,能够提高密封系统整体的承压能力;4)并联安装中间环的方法,可有效解决因外载压力过大导致密封翻转、进而密封系统整体失效的问题。     

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。     

用轴承冲筒快速可靠安装发电机轴承

汽车发电机机械故障的修理主要是更换安装滚动轴承。发电机常用的型号有201、202、203、204、303、304等，分全密封、半密封和非密封型，目前以使用全密封轴承为主。传统的教材上，介绍用铁锤击打铁棒冲击轴承内套来安装，在实际的操作中，这种工艺费工费力，很容易伤到修理人员，也常将轴承损坏、损伤，由于轴承内套受到的冲击力是不均匀的，再加上目前市场上的劣质轴承不断增多，常将内套冲碎或变形，使内、外套之间的滚珠加快磨损，轴承会过早损坏，造成电机扫膛，也常将全密封、半密封的润滑脂挡圈冲掉或变形。     

用轴承冲简快速可靠安装发电机轴承

汽车发电机机械故障的修理主要是更换安装滚动轴承。发电机常用的型号有201、202、203、204、303、304等，分全密封、半密封和非密封型，目前以使用全密封轴承为主。传统的教材上，介绍用铁锤击打铁棒冲击轴承内套来安装，在实际的操作中，这种工艺费工费力，很容易伤到修理人员，也常将轴承损坏、损伤，由于轴承内套受到的冲击力是不均匀的，再加上目前市场上的劣质轴承不断增多，常将内套冲碎或变形，使内、外套之间的滚珠加快磨损，轴承会过早损坏，造成电机扫膛，也常将全密封、半密封的润滑脂挡圈冲掉或变形。     

富水砂层盾尾密封修复技术

南昌轨道交通1号线秋水广场站-中山西路站区间隧道为首条穿越赣江的隧道,其始发与接收段均处于富水砂质地层中。在盾构始发过程中,出现盾尾漏浆。为解决盾构推出洞门端头加固体后盾尾漏浆问题,采取泥水舱及盾壳上注入优质膨润土泥浆封闭、盾尾注入水泥砂浆封堵周边水系等措施,根据管片长度与盾尾密封的位置,选择合理的推进长度进行管片拆除,用塞焊的方法对3道盾尾刷处的注浆管、注脂管与盾尾之间的间隙进行焊接封堵,顺利解决了盾尾漏浆问题,完成了盾尾密封的修复工作,可为类似工程的盾尾密封修复提供借鉴与参考。     

红谷沉管隧道GINA止水带数值模拟分析

沉管隧道接头结构复杂,相对于预制管段,管段接头是沉管隧道的薄弱环节。管段的不均匀沉降会导致接头处的张开与错动,引起GINA止水带的变形,造成接头防水能力的降低甚至丧失,从而对隧道的安全运营造成极大的危害。采用有限单元法针对沉管接头GINA止水带进行建模,对多工况下GINA止水带的受力变形机制进行系统化研究,以期对沉管隧道接头的防水设计和施工提供参考。主要结论如下： 1）运营工况下,GINA的压缩量不宜小于90 mm,接头张开量不宜大于35 mm; 2）设计条件下管节相对水平错动20 mm,相对竖向错动35 mm时,不会影响GINA止水带功能; 3）运营工况下,GINA止水带两肩部的差异变形对其止水功能影响较小。     

TB880E型隧道掘进机主轴承损坏原因分析

TBM施工过程中主轴承出现故障损坏的案例时有发生,常会造成非常严重的后果。大多数的轴承损坏事件都或多或少地与人的因素有关,单纯的轴承质量问题事件很少,为了减少轴承损坏事件的发生,现依托南疆线吐库段增建二线铁路工程二标中天山隧道,以TB880E型隧道掘进机主轴承故障为例,介绍了故障产生的过程、处理方案以及监测技术应用情况;重点结合主轴承的拆解结果,从TBM的组装调试、掘进操作、维修保养和故障处理等各个环节系统分析主轴承损坏的原因及所造成的影响,并提出TBM组装调试、操作维护等方面的建议。     

敞开式TBM在重庆轨道交通6号线的应用分析

为了使敞开式TBM在城市轨道交通中能正常使用,以重庆轨道交通6号线一期工程为例,在TBM设计阶段,对TBM的刀盘刀具、主轴承、支护、皮带机等系统进行针对性设计;在TBM掘进施工阶段,探讨分析喷射混凝土、皮带机系统、出碴系统、垂直运输系统、刀盘刀具系统及隧道施工与车站施工互相干扰的问题,并提出相应的处理措施。实践证明,通过所采用的方法和应对措施,能够提高敞开式TBM在岩性地质中的适应性。     

浅埋隧道双护盾TBM洞内拆机技术研究与实践

青岛地铁1号线青岛站附近无吊出井，双护盾TBM贯通后需进行洞内拆机且运输通过既有站后由轨排井吊出。为快捷高效拆解左、右线2台TBM装备，设计TBM洞内模块化拆机总体方案，采用模块化技术进行左、右线TBM主机各部件及后配套台车等的拆解；采用拆机洞室底部铺设钢轨和平移托架技术，将右线TBM主机平移至左线拆机洞室进行拆解；拆解完毕运输通过既有站过程中采用铺设道枕、垫高运输等措施，避免主驱动与站台的干涉；采用合理吊装半径，实现轨排井部件顺利吊装。所有拆解部件运输通过既有站由轨排井吊出，避免了以往返回始发井吊出耗时较长且影响后续工序施工。     

TBM主轴承失效形式及其在西秦岭隧道施工中的故障分析

主轴承作为TBM关键件中的关键部件,一旦出现问题,如何迅速、彻底地解决故障对恢复生产、提高设备利用率、加快施工进度有着重大作用。分析主轴承失效形式,并结合兰渝铁路西秦岭隧道探讨TBM施工中主轴承的维护保养技术及主轴承在施工中出现问题的应对措施,总结TBM主轴承维保和使用要点,为正确操作、准确判断主轴承内部隐患、提高使用寿命提供借鉴。     

西秦岭隧道皮带机出碴TBM同步衬砌技术方案研究

兰渝西秦岭隧道是目前中国铁路建筑上TBM掘进最长的隧道,为解决该工程工期紧的问题,在施工中采用皮带机出碴与TBM同步衬砌技术。主要研究如何在施工中尽量减小施工干扰,如何在不影响开挖的情况下移动衬砌台车、修补、防水作业台架,连续皮带机如何通过台车等技术问题。所采取的一系列措施加快了施工进度,缩短了工期,降低了工程安全风险,为今后类似的工程提供借鉴。     

全断面隧道掘进机(TBM)大修技术探讨

结合TB880E全断面隧道掘进机的大修,从维修方案、资源配置、方案实施、验收标准等方面对TBM大修技术进行探讨,对TBM各种技术进行进一步的消化吸收,同时也供其他大型综合设备维修的相关人员借鉴。