盾构机主轴承故障诊断分析及维修

摘 要：盾构机是进行地下盾构施工的重要机械设备，该设备可以防止开挖软地基时出现崩塌的情况，可以在机内安全的开展开挖或衬砌施工。文中以某盾构机构出现的故障情况为研究视角，介绍了盾构机主轴承系统诊断故障的方法及解决对策，确保系统正常运行，提升盾构机的使用寿命。

关键词：盾构机主轴承;故障;诊断及维修

中图分类号：U455.3 文献标识码：A

随着城市交通工具的快速发展，各项交通工程成为大众关注的重点。盾构施工作为地铁隧道施工的重要办法，因其对人们的健康影响不大、施工人员劳动强度不高、安全性高等优点，促使其受到各国施工单位的喜爱。盾构机主轴承是整个盾构机的核心部位，发挥着支撑盾构刀盘的作用。

一、简述主轴承的结构

盾构机在设定的施工位置不允许失效，其核心部件主轴承的可靠性左右着盾构机施工的质量和安全性。因此，必须确保主轴承的性能。如果一台盾构机在多个工程中使用后，在开始下个工程之前，必须对主轴承进行拆解检测，判定该部件是否可以正常使用，达到相对应的节能减排功效。主轴承是支撑盾构机刀盘的重要承载部件，承载着盾构机运转时的主要荷载。盾构机主轴承主要包含滚子、内、外圈和保持架组成。滚子又可以划分为主推力、反推力和径向滚子三种形式。径向滚子承载着径向力。反推力规则承载反推力和倾覆力矩。主推力滚子则承载着刀盘推进力和刀盘自重形成的倾覆力矩。盾构机主轴承承载的最大力是轴向力。外圈作为双半套圈组合结构，依靠内六角螺栓连接起来。内圈是大齿圈，刀盘与刀盘连接体依托高强度的螺栓进行连接，主驱动马达运用减速箱驱动小齿轮运行，小齿轮与大齿圈带动刀盘运动。

二、盾构机主轴承系统的工作原理

想要快速及时处理机械设备存在的故障，需要技术人员根据系统的工作原理分析故障，探究导致故障的因素，随之从各个原因判断排除解决问题的办法。为防止维修系统中盲目拆卸元器件导致次生故障，根据系统的工作原理及现象科学解决故障。本文以某盾构机构主轴承系统为研究对象，介绍排除系统故障的方法。主轴承系统是由台车补油和盾体供油系统两个部分组合而成。如果30L多点泵9的油脂桶处在低液位，该系统超音波传感器发出低液位信号。盾构机实际工作时，电动机10的油脂经过多点泵上的不同出口进入盾构机主轴承的部位。必须注意：如果主轴承密封系统在供油时发生中断的情况，主要因台车油脂泵压力过大或人为因素导致气动电磁阀关闭，电磁阀7得以打开，正常发出低液位信号，等到电磁阀出现满信号后关闭所有阀门。（见图1）

三、主轴承系统故障处理

（一）滤网故障

滤网堵塞主要变现为多点泵9启动指示灯一直闪烁，与系统连锁的各个系统不能正常运行，盾构机也无法继续工作。导致多点泵9指示灯一直闪烁的因素为：电动机10开关跳闸或30L油脂桶处于低液位。经过检查得出：电动机10线路出现漏电但开关并未跳闸，点亮1、7两个气动电磁阀，油脂泵4不再工作，压力表6表现出高压;开启气动电磁阀1和7，30L油脂桶内油脂处于低液位。根据系统设计的相关要求，油脂桶出现低液位报警之后，补油系统应该及时向30L油脂桶进行供油，油脂桶注满时停止。从上述情况可以判定，油脂处于低液位的原因是油脂泵4出口与30L油脂桶入口之间的管路堵塞，堵塞点判断在电磁阀7及过滤器8中间。工作人员把过滤器8的滤芯拆卸，看到有2层铜滤管出现严重的堵塞情况，滤管的间隙位置被硬油脂、铁屑填满。因此把滤芯进行彻底清洗之后安装，经过调试整个系统可以正常运行。

（二）电磁阀出现的故障

本研究中电磁阀7无法开启，导致多点泵9启动指示灯一直闪烁、30L油脂桶处在低液位。这一故障的原因多数因供油管理、过滤器堵塞造成的。如果主轴承系统混入杂物，整个系统的密封效果会失效。工作人员先把电磁阀7出口及过滤器8的连接点拆开，发现此处无油。随之把电磁阀7入口接口拆开，补油系统可以及时进行供油，由此可知堵塞位置在电磁阀7.通过拆开检查发现，电磁阀7的控制线路出现脱落，线圈中有油脂和铁屑，导致阀芯不能正常工作。工作人员把电磁阀7的出、入口打开一个小槽，重新组装试机之后故障消除。

结束语：总之，要快速处理主轴承系统故障需要工作人员熟悉整个系统的工作原理，掌握调试系统的方法。根据故障情况判定引发故障的因素，从而由简单到复杂排除故障。文中以某盾构机主轴承系统为研究对象，介绍了解决系统故障的方法。

参考文献：

[1] 王宝佳.盾构机主轴承系统故障处理[J].工程机械与维修，2012，（7）：135-135.

[2] 司东宏，李小林，李伦等.盾构机主轴承启动性能试验研究[J].轴承，2013，（7）：39-41，46.

[3] 陈桥，周建军，李凤远等.盾构机主轴承密封圈密封性能研究[J].与密封，2014，39（7）：111-115.

[4] 司东宏，刘永刚，韩红彪等.径向载荷作用下盾构机主轴承的有限元分析[J].轴承，2013，（8）：13-16.

[5] 李润军，单仁亮，李润圣等.盾构机主驱动密封维修改造关键技术[J].西安科技大学学报，2014，34（5）：579-584.