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盾构机主轴承密封损坏故障分析
检测分析

检测及时对客户送检的样品进行检测,检测结果显示:

1、与新油相比,故障油运动黏度明显增高,元素Fe(铁)、Al(铝)、Si(硅)、Mg(镁)、Ca(钙)、P(磷)、Li(锂)等含量有所增加,表明该油存在一定程度的外界污染;

2、与主轴承EP2密封脂相比,故障油的Ca(钙)、Li(锂)有所增加,表明该油可能存在少量EP2密封脂污染;

3、与主轴承HBW密封脂相比,故障油的Al(铝)、 Si(硅)、 Mg(镁)、 Ca(钙)只有轻微增加,且Ti(钛)含量较低,表明该油不存在轴承HBW密封脂的污染或者受到轴承HBW密封脂污染的可能性较低;

4、综合分析,该油存在外界污染,但受到主轴承密封油脂HBW大量污染的可能性较低。

三、密封状态评估

图中所示为其刀盘驱动系统的密封结构。该盾构机由内外两层密封结构组成,其中外密封由三道唇形密封组成,第一道唇形密封与密封压紧环之间形成的油脂腔采用黏度较大的HBW进行密封和润滑,将土舱内泥水与主驱动内部密封腔隔离;第二道密封与第一道密封之间的油脂腔采用黏度相对较小的EP2油脂进行润滑;在第三道密封与第二道密封之间的油脂腔为润滑油腔,外接一个防泄漏油箱,用来收集泄漏油脂并检测密封的磨损情况。内密封采用双唇形密封,将主轴承与隧道内的空气隔离,双唇之间采用手动方式供给EP2油脂,润滑唇口,降低摩擦。




主轴承密封图

基于该盾构机主轴承的密封结构,结合检测数据分析判断可知:

(1)盾构机主轴承齿轮油受到EP2密封脂的污染,EP2有两个来源,一是内密封填充脂,二是第二道外密封填充脂。如果是后者,说明第二、三道外密封以及内密封都存在损伤,这可以通过检查泄露腔中的泄露油脂来确认。从检测数据上看,EP2润滑脂含量不多,密封件的损伤程度较轻。

(2)主轴承齿轮油未受到HBW密封脂的污染,表明第一道外密封密完好,未出现损坏情况。

四、现场反馈

现场工程师依据检测报告,对泄露油箱进行了检查,未发现异常,说明盾构机的外密封良好,作业过程中泥浆水与渣土依然可以被有效地隔离在润滑系统外。润滑油中的EP2润滑脂来源于内密封填充脂,其含量较少,说明内密封存在轻微磨损。

因盾构施工是地下作业,现场维修或更换密封系统非常困难,现场综合考虑后,未更换内密封,但对润滑系统进行了换油处理。此外现场制定了完善的主驱动密封状态监测方案,对油脂注入量、油温、泄漏进行实时监测,同时定期进行油样分析,对轴承及密封件的磨损状态进行严密监控,并适时换油。在这种保守的维护方式下,该盾构机又继续运行了三个月,至今运行状态依然正常,不仅有效的降低了维护费用,更重要的是保障了施工工期,使得施工过程得以顺利进行。

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