CN107505101B - 一种盾构机主驱动动态保压工装及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盾构机主驱动保压试验技术领域,具体的说是涉及一种盾构机主驱动动态保压工装及其试验方法,主要是为了提供一种密封性能更加可靠的主驱动动态保压工装结构及试验方法，提供了一种盾构机主驱动动态保压工装,在盾构机主驱动的外圈和内圈内部分别设置有外唇形密封条和内唇形密封条，在盾构机主驱动的外圈和内圈的外部还分别设置有与外唇形密封条和内唇形密封条的安装结构相反的外反形唇形密封条和内反形唇形密封条；在外反形唇形密封条的外部分别设置有外密封压块一、外密封压块二和外密封压块三组成的外压密封体；该保压试验工装结构及其试验方法，不但真实测试了主驱动的密封性能，同时还降低了隧道掘进施工过程中密封条失效的风险。
Description
技术领域
本发明属于盾构机主驱动保压试验技术领域；具体的说是涉及一种盾构机主驱动动态保压工装及其试验方法。
背景技术
主驱动是盾构机的核心部件，一旦主驱动唇形密封条密封性能失效，内部主轴承将很快损坏，盾构机将无法再继续前进，其密封性能是否可靠直接关系到施工的成败，影响掘进的安全、速度和效益；主驱动提前进行动态保压试验，可在盾构机出厂前实际检测其唇形密封条的密封性能，大大降低使用过程中的故障率，更能确保掘进的安全、速度和效益；常规的盾构机主驱动大都是进行静态密封性试验，在盾构机主驱动进行动态密封性试验时也往往由于缺乏可靠的主驱动动态保压工装，且其动态保压工装的密封性能不严密，往往无法真实测试其主驱动的密封性能，无法有效保障隧道施工的安全、速度和效益；
因此，提供一种主驱动动态保压试验的工装结构，真实测试盾构机主驱动唇形密封条的密封性能，保证隧道施工的安全、速度和效益，是非常必要的。
发明内容
本发明的发明目的：
主要为了避免上述提到的技术缺点的不足，提供一种密封性能更加可靠的主驱动动态保压工装结构，能真实测试盾构机主驱动唇形密封条的密封性能，从而提高盾构机出厂质量，保证隧道施工的安全、速度和效益。
本发明的技术方案为：
提供了一种盾构机主驱动动态保压工装,包括盾构机主驱动的外圈和内圈，在盾构机主驱动的外圈和内圈内部分别设置有外唇形密封条和内唇形密封条，在盾构机主驱动的外圈和内圈的外部还分别设置有与外唇形密封条和内唇形密封条的安装结构相反的外反形唇形密封条和内反形唇形密封条；在外反形唇形密封条的外部分别设置有外密封压块一、外密封压块二和外密封压块三组成的外压密封体；其中外压密封体通过内六角螺栓将其与盾构机主驱动的外圈固定连接，在外压密封块一、外压密封块二和外压密封块三之间的配合位置处还分别通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接，外压密封体和盾构机主驱动外圈之间的连接配合处亦通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接；在外压密封体内的外反形唇形密封条与盾构机主驱动外圈内的外唇形密封条之间分别形成有外第一道密封腔体、外第二道密封腔体、外第三道密封腔体、外第四道密封腔体。
在内反形唇形密封条的外部分别设置有由内密封压块一、内密封压块二和内密封压块三组成的内压密封体；其中内压密封体亦通过内六角螺栓将其与盾构机主驱动的内圈固定连接，在内压密封块一、内压密封块二和内压密封块三之间的配合位置处亦分别通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接，内压密封体和盾构机主驱动内圈之间的连接配合处亦通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接；在内压密封体内的内反形唇形密封条与盾构机主驱动内圈内的内唇形密封条之间分别形成有内第一道密封腔体、内第二道密封腔体、内第三道密封腔体、内第四道密封腔体。
在外压密封体和盾构机主驱动外圈之间还设置有O型密封圈。
在内压密封体和盾构机主驱动内圈之间亦设置有O型密封圈。
该盾构机主驱动动态保压工装的试验方法为：
（1）、在盾构机主驱动箱体内加注标准体积的齿轮油，同时安装主驱动箱体和观察油腔呼吸器；转动刀盘，观察检测腔透明管有无齿轮油渗出。
（2）、开启外第一道密封腔顶部油脂孔,同时打开外第二道密封腔底部油脂孔；确认齿轮油进气管与气动三联件备用气源连接，检查齿轮油罐底部出油口与主驱动各油脂管路连通后，打开相应腔体球阀后可加气将齿轮油罐内齿轮油压至相应腔体内，逐次调节减压阀至需要压力值3bar；将齿轮油罐以3bar压力通过外第一道密封腔底部油脂孔向外第一道密封腔持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，温度不能超过60℃），观察压力表压力变化情况，并记录数据。
（3）、将外第一道密封腔压力泄压后封堵；开启外第二道密封腔顶部油脂孔，同时开启外第三道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过外第二道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar），观察各压力表压力变化情况，并记录数据。
（4）、将外第二道密封腔压力泄压后封堵；开启外第三道密封腔顶部油脂孔，同时打开外第四道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过外第三道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar），观察各压力表压力变化情况，并记录数据。
（5）、观察外密封保压试验至始至终的外第四道密封腔透明观察管有无齿轮油渗出；并记录数据和结果。
该盾构机主驱动动态保压工装的试验方法为：
（1）、在盾构机主驱动箱体内加注标准体积的齿轮油，同时安装主驱动箱体和观察油腔呼吸器；转动刀盘，观察检测腔透明管有无齿轮油渗出。
（2）、开启内第一道密封腔顶部油脂孔,同时打开内第二道密封腔底部油脂孔；确认齿轮油进气管与气动三联件备用气源连接，检查齿轮油罐底部出油口与主驱动各油脂管路连通后，打开相应腔体球阀后可加气将齿轮油罐内齿轮油压至相应腔体内，逐次调节减压阀至需要压力值3bar；将齿轮油罐以3bar压力通过内第一道密封腔底部油脂孔向内第一道密封腔持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，温度不能超过60℃），观察压力表压力变化情况，并记录数据。
（3）、 将内第一道密封腔压力泄压后封堵；开启内第二道密封腔顶部油脂孔，同时开启内第三道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过内第二道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar），观察各压力表压力变化情况，并记录数据。
（4）、 将内第二道密封腔压力泄压后封堵；开启内第三道密封腔顶部油脂孔，同时打开内第四道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过内第三道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar），观察各压力表压力变化情况，并记录数据。
（5）、 观察内密封保压试验至始至终的外第四道密封腔透明观察管有无齿轮油渗出；并记录数据和结果。
本发明的有益效果是：
该盾构机主驱动动态保压试验工装结构，不但真实测试了主驱动唇形密封条的密封性能，提高了盾构机出厂时的产品质量，同时还降低了隧道掘进施工过程中密封条失效的风险，确保了隧道掘进的安全、速度和效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的外压密封体之间的配合结构示意图；
图3为本发明的内压密封体之间的配合结构示意图。
图中；1为主驱动外圈；2为主驱动内圈；3为外唇形密封条；4为内唇形密封条；5为外反形唇形密封条；6为内反形唇形密封条；7为外密封压块一；8为外密封压块二；9为外密封压块三；10为内六角螺栓；11为迷宫型凸起；12为迷宫型凹槽；13为外第一道密封腔体；14为外第二道密封腔体；15为外第三道密封腔体；16为外第四道密封腔体；17为内密封压块一；18为内密封压块二；19为内密封压块三；20为内第一道密封腔体；21为内第二道密封腔体；22为内第三道密封腔体；23为内第四道密封腔体；24为O型密封圈。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做出详细的描述。
如图1～3所示，提供了一种盾构机主驱动动态保压工装,包括盾构机主驱动的外圈1和内圈2，在盾构机主驱动的外圈和内圈内部分别设置有外唇形密封条3和内唇形密封条4，在盾构机主驱动的外圈和内圈的外部还分别设置有与外唇形密封条和内唇形密封条的安装结构相反的外反形唇形密封条5和内反形唇形密封条6；在外反形唇形密封条的外部分别设置有外密封压块一7、外密封压块二8和外密封压块三9组成的外压密封体；其中外压密封体通过内六角螺栓10将其与盾构机主驱动的外圈固定连接，在外压密封块一、外压密封块二和外压密封块三之间的配合位置处还分别通过迷宫型凸起11和迷宫型凹槽12配合连接，外压密封体和盾构机主驱动外圈之间的连接配合处亦通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接；在外压密封体内的外反形唇形密封条与盾构机主驱动外圈内的外唇形密封条之间分别形成有外第一道密封腔体13、外第二道密封腔体14、外第三道密封腔体15、外第四道密封腔体16。
在内反形唇形密封条的外部分别设置有由内密封压块一17、内密封压块二18和内密封压块三19组成的内压密封体；其中内压密封体亦通过内六角螺栓10将其与盾构机主驱动的内圈固定连接，在内压密封块一、内压密封块二和内压密封块三之间的配合位置处亦分别通过迷宫型凸起11和迷宫型凹槽12配合连接，内压密封体和盾构机主驱动内圈之间的连接配合处亦通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接；在内压密封体内的内反形唇形密封条与盾构机主驱动内圈内的内唇形密封条之间分别形成有内第一道密封腔体20、内第二道密封腔体21、内第三道密封腔体22、内第四道密封腔体23。
在外压密封体和盾构机主驱动外圈之间还设置有O型密封圈24。
在内压密封体和盾构机主驱动内圈之间亦设置有O型密封圈24。
在具体的实施过程中其主驱动外圈的试验过程为：
（1）、在盾构机主驱动箱体内加注标准体积的齿轮油，同时安装主驱动箱体和观察油腔呼吸器；转动刀盘，观察检测腔透明管有无齿轮油渗出。
（2）、开启外第一道密封腔顶部油脂孔,同时打开外第二道密封腔底部油脂孔；确认齿轮油进气管与气动三联件备用气源连接，检查齿轮油罐底部出油口与主驱动各油脂管路连通后，打开相应腔体球阀后可加气将齿轮油罐内齿轮油压至相应腔体内，逐次调节减压阀至需要压力值3bar；将齿轮油罐以3bar压力通过外第一道密封腔底部油脂孔向外第一道密封腔持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，温度不能超过60℃），观察压力表压力变化情况，并记录数据。
（3）、将外第一道密封腔压力泄压后封堵；开启外第二道密封腔顶部油脂孔，同时开启外第三道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过外第二道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar），观察各压力表压力变化情况，并记录数据。
（4）、将外第二道密封腔压力泄压后封堵；开启外第三道密封腔顶部油脂孔，同时打开外第四道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过外第三道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar），观察各压力表压力变化情况，并记录数据。
（5）、观察外密封保压试验至始至终的外第四道密封腔透明观察管有无齿轮油渗出；并记录数据和结果。
在具体的实施过程中其主驱动内圈的试验过程为：
（1）、在盾构机主驱动箱体内加注标准体积的齿轮油，同时安装主驱动箱体和观察油腔呼吸器；转动刀盘，观察检测腔透明管有无齿轮油渗出。
（2）、开启内第一道密封腔顶部油脂孔,同时打开内第二道密封腔底部油脂孔；确认齿轮油进气管与气动三联件备用气源连接，检查齿轮油罐底部出油口与主驱动各油脂管路连通后，打开相应腔体球阀后可加气将齿轮油罐内齿轮油压至相应腔体内，逐次调节减压阀至需要压力值3bar；将齿轮油罐以3bar压力通过内第一道密封腔底部油脂孔向内第一道密封腔持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，温度不能超过60℃），观察压力表压力变化情况，并记录数据。
（3）、 将内第一道密封腔压力泄压后封堵；开启内第二道密封腔顶部油脂孔，同时开启内第三道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过内第二道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar），观察各压力表压力变化情况，并记录数据。
（4）、 将内第二道密封腔压力泄压后封堵；开启内第三道密封腔顶部油脂孔，同时打开内第四道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过内第三道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min（在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar），观察各压力表压力变化情况，并记录数据。
（5）、 观察内密封保压试验至始至终的外第四道密封腔透明观察管有无齿轮油渗出；并记录数据和结果。
该盾构机主驱动动态保压试验工装结构，有效的保证了盾构机主驱动的保压试验的密封严密可靠性，在动态保压试验的过程中不会产生漏压现象，不但真实测试了主驱动唇形密封条的密封性能，提高了盾构机出厂时的产品质量，同时还降低了隧道掘进施工过程中密封条失效的风险，确保了隧道掘进的安全、速度和效益。
Claims (6)
1.一种盾构机主驱动动态保压工装,包括盾构机主驱动的外圈和内圈，在盾构机主驱动的外圈和内圈内部分别设置有外唇形密封条和内唇形密封条，其特征在于：在盾构机主驱动的外圈和内圈的外部还分别设置有与外唇形密封条和内唇形密封条的安装结构相反的外反形唇形密封条和内反形唇形密封条；在外反形唇形密封条的外部分别设置有外密封压块一、外密封压块二和外密封压块三组成的外压密封体；其中外压密封体通过内六角螺栓将其与盾构机主驱动的外圈固定连接，在外压密封块一、外压密封块二和外压密封块三之间的配合位置处还分别通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接，外压密封体和盾构机主驱动外圈之间的连接配合处亦通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接；在外压密封体内的外反形唇形密封条与盾构机主驱动外圈内的外唇形密封条之间分别形成有外第一道密封腔体、外第二道密封腔体、外第三道密封腔体、外第四道密封腔体。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机主驱动动态保压工装，其特征在于：在内反形唇形密封条的外部分别设置有由内密封压块一、内密封压块二和内密封压块三组成的内压密封体；其中内压密封体亦通过内六角螺栓将其与盾构机主驱动的内圈固定连接，在内压密封块一、内压密封块二和内压密封块三之间的配合位置处亦分别通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接，内压密封体和盾构机主驱动内圈之间的连接配合处亦通过迷宫型凸起和迷宫型凹槽配合连接；在内压密封体内的内反形唇形密封条与盾构机主驱动内圈内的内唇形密封条之间分别形成有内第一道密封腔体、内第二道密封腔体、内第三道密封腔体、内第四道密封腔体。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的一种盾构机主驱动动态保压工装，其特征在于：在外压密封体 和盾构机主驱动外圈之间还设置有O型密封圈。
4.根据权利要求2中任一项所述的一种盾构机主驱动动态保压工装，其特征在于：在内压密封体和盾构机主驱动内圈之间亦设置有O型密封圈。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的盾构机主驱动动态保压工装的试验方法，其特征在于：
（1）、在盾构机主驱动箱体内加注标准体积的齿轮油，同时安装主驱动箱体和观察油腔呼吸器；转动刀盘，观察检测腔透明管有无齿轮油渗出；
（2）、开启外第一道密封腔顶部油脂孔,同时打开外第二道密封腔底部油脂孔；确认齿轮油进气管与气动三联件备用气源连接，检查齿轮油罐底部出油口与主驱动各油脂管路连通后，打开相应腔体球阀后可加气将齿轮油罐内齿轮油压至相应腔体内，逐次调节减压阀至需要压力值3bar；将齿轮油罐以3bar压力通过外第一道密封腔底部油脂孔向外第一道密封腔持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min，在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，温度不能超过60℃，观察压力表压力变化情况，并记录数据；
（3）、将外第一道密封腔压力泄压后封堵；开启外第二道密封腔顶部油脂孔，同时开启外第三道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过外第二道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min，在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，观察各压力表压力变化情况，并记录数据；
（4）、将外第二道密封腔压力泄压后封堵；开启外第三道密封腔顶部油脂孔，同时打开外第四道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过外第三道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min，在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，观察各压力表压力变化情况，并记录数据；
（5）、观察外密封保压试验至始至终的外第四道密封腔透明观察管有无齿轮油渗出；并记录数据和结果。
6.根据权利要求2或4中任一项所述的盾构机主驱动动态保压工装的试验方法，其特征在于：
（1）、在盾构机主驱动箱体内加注标准体积的齿轮油，同时安装主驱动箱体和观察油腔呼吸器；转动刀盘，观察检测腔透明管有无齿轮油渗出；
（2）、开启内第一道密封腔顶部油脂孔,同时打开内第二道密封腔底部油脂孔；确认齿轮油进气管与气动三联件备用气源连接，检查齿轮油罐底部出油口与主驱动各油脂管路连通后，打开相应腔体球阀后可加气将齿轮油罐内齿轮油压至相应腔体内，逐次调节减压阀至需要压力值3bar；将齿轮油罐以3bar压力通过内第一道密封腔底部油脂孔向内第一道密封腔持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min，在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，温度不能超过60℃，观察压力表压力变化情况，并记录数据；
（3）、 将内第一道密封腔压力泄压后封堵；开启内第二道密封腔顶部油脂孔，同时开启内第三道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过内第二道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min，在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，观察各压力表压力变化情况，并记录数据；
（4）、 将内第二道密封腔压力泄压后封堵；开启内第三道密封腔顶部油脂孔，同时打开内第四道密封腔底部油脂孔，齿轮油罐以3bar压力通过内第三道密封腔底部油脂孔向该腔室持续注入齿轮油，待齿轮油溢出后封堵其顶部油脂孔；旋转主驱动10min后关闭齿轮油罐进气阀，继续旋转主驱动，保压20min，在压力表持续稳定5分钟后开始计时，压力不能超过3.5bar，观察各压力表压力变化情况，并记录数据；
（5）、 观察内密封保压试验至始至终的外第四道密封腔透明观察管有无齿轮油渗出；并记录数据和结果。
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