CN203442132U - 盾构机主轴承外密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盾构机主轴承外密封结构，包括主轴承内圈和主轴承外圈，所述主轴承内圈外端设置有环形法兰，环形法兰外侧套有密封衬套，密封衬套外设置有外密封支撑环，密封衬套外端设置有外密封压环，外密封压环套在环形法兰与外密封支撑环之间，外密封压环外端设置有迷宫密封环，其中环形法兰、外密封压环、外密封支撑环和可调密封衬套之间的构成密封腔体，密封腔体内装有密封油脂。本实用新型将迷宫密封、唇形密封、压紧环密封和可调密封衬套四种结构组合起来，有效减少渣土和泥水进入密封腔腔的量和速度，提高密封结构的耐磨性，提高主轴承的使用寿命。

Description

盾构机主轴承外密封结构

技术领域

本实用新型属于隧道工程施工装备领域，具体涉及一种盾构机主轴承外密封结构。

背景技术

目前盾构机施工中普遍存在的因为主轴承密封失效造成停工的问题，盾构机在使用一段时间后，主轴承密封圈唇口及渣土与密封衬套长时间摩擦，会在密封衬套表面磨出细槽，磨损进一步加深后，就会造成主轴承腔室齿轮油泄漏和泥水、渣土侵入，引起主轴承结构损坏，造成机器设备故障，减慢施工进度，增加施工的成本和风险。

在施工时，若主轴承损坏，需要泄压拆掉刀盘及密封部件，并对刀盘、盾体及掌子面进行初期支护。隧道空间有限，地质状况复杂，泄压并拆掉刀盘后掌子面及围岩的稳定性难以保证；盾构机主轴承结构复杂、质量大、表面精度要求高，这些因素给隧道内更换主轴承带来极大的挑战。近年来，国内的跨江越海隧道建设需求不断出现，这些隧道均属于高水压、长距离隧道，对盾构机的可靠性提出更高的要求。

因此，提高主轴承密封性能是保证盾构工程，尤其是高水压长距离隧道工程安全、顺利进行的关键技术。

发明内容

本实用新型针对上述现有盾构机主轴承密封效果不好的问题，提供一种盾构机主轴承外密封结构，其密封效果好，延长了设备使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种盾构机主轴承外密封结构，包括主轴承内圈和主轴承外圈，所述主轴承内圈外端设置有环形法兰，环形法兰外侧套有可调密封衬套，可调密封衬套外侧设置有外密封支撑环，密封衬套外端设置有外密封压环，外密封压环套在环形法兰与外密封支撑环之间，外密封压环外端设置有迷宫密封环，其中环形法兰、外密封压环、外密封支撑环和密封衬套之间的构成密封腔体，密封腔体内装有密封油脂。

所述可调密封衬套上环形分布有紧固螺栓孔，紧固螺栓孔上安装有紧固螺栓，相邻紧固螺栓孔之间的衬套上设置有调整螺栓孔，调整螺栓孔上安装有调整螺栓，所述环形法兰上设置有与紧固螺栓、调整螺栓相对应的螺孔。

所述可调密封衬套上的紧固螺栓孔为光孔，可调密封衬套上的调整螺栓孔为螺纹孔。

所述密封腔体包括第一密封腔体、第二密封腔体、第三密封腔体、第四密封腔体和第五密封腔体，所述外密封压环后端安装有第一压紧密封圈，所述迷宫密封环、外密封压环和第一压紧密封圈之间的构成第一密封腔体；第一压紧密封圈后端设置有第一密封隔套，第一密封隔套后端设置有第二压紧密封圈，第一压紧密封圈、第一道密封隔套和第二压紧环密封圈之间构成第二密封腔体；第二压紧环密封圈后端设置有第二密封隔套，第二密封隔套后端设置有第三压紧环密封圈，第二压紧环密封圈、第二密封隔套和第三压紧环密封圈之间构成第三密封腔体；第三压紧环密封圈后端设置有第三封隔套，第三封隔套后端设置有唇形密封圈，唇形密封圈的腔体设置在唇形密封圈的后侧，第三压紧环密封圈、第三封隔套和唇形密封圈之间构成第四密封腔体，唇形密封圈与可调密封衬套、外密封支撑环、环形法兰和主轴承之间构成第五密封腔体。

所述外密封压环外端设置有与迷宫密封环相卡和的沟槽。

所述环形法兰通过第一螺栓固定在主轴承内圈上，外密封支撑环通过第二螺栓固定在主轴承外圈上。

所述外密封压环通过第三螺栓与外密封支撑环固定连接。

所述迷宫密封环通过第四螺栓与环形法兰固定连接。

本实用新型在主轴承外端设置有迷宫密封环、外密封压环、外密封支撑环、密封衬套和环形法兰，环形法兰、外密封压环、外密封支撑环和可调密封衬套之间的构成密封腔体，密封腔体内装有高压油脂，高压油脂从迷宫密封中溢出，将渣土与泥水阻挡在外，有效减少渣土和泥水进入密封腔腔的量和速度，提高密封结构的耐磨性；本实用新型的密封衬套可通过调整螺栓进行调整，主轴承密封长时间磨损后通过更换密封圈和调整密封衬套的位置，保证密封的可靠性，综合提高主轴承的使用寿命，为盾构机尤其是用于跨江越海隧道等长距离施工的盾构机主轴承密封提供解决方案。本实用新型将迷宫密封、唇形密封、压紧环密封和可调密封衬套四种结构组合起来，有效减少渣土和泥水进入密封腔腔的量和速度，提高密封结构的耐磨性，提高主轴承的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型密封衬套结构示意图。

图3为图1中A区域的放大示意图。

附图标识：1-迷宫密封环，2-外密封压环，3-可调密封衬套，4-第一压紧密封圈，5-第一密封隔套，6-外密封支撑环，7-环形法兰，8-唇形密封圈，9-主轴承内圈，10-主轴承外圈，11-第一密封腔体，12-第二压紧密封圈，13-第二密封腔体，14-第二密封隔套，15-第三压紧环密封圈，16-第三密封腔体，17-第三封隔套，18-第四密封腔体，19-第五密封腔体，20-紧固螺栓，21-调整螺栓，22-第一螺栓，23-第二螺栓，24-第三螺栓，25-第四螺栓。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步说明。

如图1-图3所示，一种盾构机主轴承外密封结构，包括主轴承内圈9和主轴承外圈10，所述主轴承内圈9外端设置有环形法兰7，环形法兰7外侧套有密封衬套3，密封衬套3外设置有外密封支撑环6，密封衬套3外端设置有外密封压环2，外密封压环2套在环形法兰7与外密封支撑环6之间，外密封压环2外端设置有迷宫密封环1，其中环形法兰7、外密封压环2、外密封支撑环6和密封衬套3之间的构成密封腔体，密封腔体内装有密封油脂。

本实用新型的密封衬套3上环形分布有紧固螺栓孔，紧固螺栓孔上安装有紧固螺栓20，相邻紧固螺栓孔之间的衬套上设置有调整螺栓孔，调整螺栓孔上安装有调整螺栓21，所述环形法兰7上设置有与紧固螺栓20、调整螺栓21相对应的螺孔，所述密封衬套3上的紧固螺栓孔为光孔，以保证紧固螺栓20不影响调整螺栓的功能，密封衬套3上的调整螺栓孔为螺纹孔。本实用新型可通过调整调整螺栓21来调整密封衬套3的位置，使得密封更紧凑。

本实用新型的密封腔体包括第一密封腔体、第二密封腔体、第三密封腔体、第四密封腔体和第五密封腔体。所述外密封压环2后端安装有第一压紧密封圈4，所述迷宫密封环1、外密封压环2和第一压紧密封圈4之间的构成第一密封腔体11；第一压紧密封圈4后端设置有第一密封隔套5，第一密封隔套5后端设置有第二压紧密封圈12，第一压紧密封圈4、第一道密封隔套5和第二压紧环密封圈12之间构成第二密封腔体13；第二压紧环密封圈12后端设置有第二密封隔套14，第二密封隔套14后端设置有第三压紧环密封圈15，第二压紧环密封圈12、第二密封隔套14和第三压紧环密封圈1之间构成第三密封腔体16；第三压紧环密封圈15后端设置有第三封隔套17，第三封隔套17后端设置有唇形密封圈8，唇形密封圈8的腔体设置在唇形密封圈8的后侧，第三压紧环密封圈15、第三封隔套17和唇形密封圈8之间构成第四密封腔体18，唇形密封圈8与密封衬套3、外密封支撑环6、环形法兰7和主轴承之间构成第五密封腔体19。

本实用新型的外密封压环2外端设置有与迷宫密封环1相卡和的沟槽，迷宫密封环1与外密封压环2一侧的沟槽组成迷宫密封形式。

本实用新型的环形法兰7通过第一螺栓22固定在主轴承内圈9上，外密封支撑环6通过第二螺栓23固定在主轴承外圈10上。本实用新型的外密封压环2通过第三螺栓24与外密封支撑环6固定连接。本实用新型的迷宫密封环1通过第四螺栓25与环形法兰7固定连接。

本实用新型采用油脂密封，盾构机刀盘转动时，迷宫密封环1、密封衬套3、环形法兰7和主轴承内圈9一起转动，同时第一密封腔体11内要连续注入高粘度特种压力油脂，比如HBW油脂，由于压力作用，油脂沿迷宫缝隙溢出，将渣土和泥水阻挡在外，第二密封腔体13和第三密封腔体16内注入中等粘度的油脂，比如EP2油脂，同时对这两个腔体的油脂品质进行监测，若发现第一压紧环圈4的密封有泄漏，即第二密封腔体13中含有高粘度油脂，则二密封腔体内停止注入中等粘度油脂，将第二密封腔体与第一密封腔体整合取代原来的第一密封腔体。第四密封腔体中注入液压油进行冲洗润滑，同时起冷却作用。第五密封腔体注入齿轮油进行冲洗润滑，同时将主轴承滚柱腔体和外密封腔分隔开，保证滚柱腔体密封润滑的可靠。

当主轴承密封时间长磨损后可通过更换密封圈和调整密封衬套的位置，保证密封的可靠性。本实用新型的密封衬套3通过紧固螺栓20与环形法兰7固定连接，在调整密封衬套3之前，须将迷宫密封环1拆卸下来，再调整密封衬套3。调整时先将所有的紧固螺栓20拧开一段距离，这段距离要大于计划调整的距离，拆掉所有的调整螺栓21，将密封衬套3往外移动一定的距离，这段距离也要大于计划调整的距离，换上新的调整螺栓，其公称长度比之前的调整螺栓公称长度长，二者相差的长度即为衬套调整长度，将新的调整螺栓拧到头。待所有的调整螺栓更换并安装完毕后再拧紧密封衬套紧固螺栓，完成密封衬套调整。

上述实施例仅用于说明本实用新型装置的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。

Claims (8)

1.一种盾构机主轴承外密封结构，包括主轴承内圈（9）和主轴承外圈（10），其特征在于：所述主轴承内圈（9）外端设置有环形法兰（7），环形法兰（7）外侧套有可调密封衬套（3），可调密封衬套（3）外侧设置有外密封支撑环（6），密封衬套（3）外端设置有外密封压环（2），外密封压环（2）套在环形法兰（7）与外密封支撑环（6）之间，外密封压环（2）外端设置有迷宫密封环（1），其中环形法兰（7）、外密封压环（2）、外密封支撑环（6）和密封衬套（3）之间的构成密封腔体，密封腔体内装有密封油脂。

2.根据权利要求1所述的盾构机主轴承外密封结构，其特征在于：所述可调密封衬套（3）上环形分布有紧固螺栓孔，紧固螺栓孔上安装有紧固螺栓（20），相邻紧固螺栓孔之间的衬套上设置有调整螺栓孔，调整螺栓孔上安装有调整螺栓（21），所述环形法兰（7）上设置有与紧固螺栓（20）、调整螺栓（21）相对应的螺孔。

3.根据权利要求2所述的盾构机主轴承外密封结构，其特征在于：所述可调密封衬套（3）上的紧固螺栓孔为光孔，可调密封衬套（3）上的调整螺栓孔为螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的盾构机主轴承外密封结构，其特征在于：所述密封腔体包括第一密封腔体、第二密封腔体、第三密封腔体、第四密封腔体和第五密封腔体，所述外密封压环（2）后端安装有第一压紧密封圈（4），所述迷宫密封环（1）、外密封压环（2）和第一压紧密封圈（4）之间的构成第一密封腔体（11）；第一压紧密封圈（4）后端设置有第一密封隔套（5），第一密封隔套（5）后端设置有第二压紧密封圈（12），第一压紧密封圈（4）、第一道密封隔套（5）和第二压紧环密封圈（12）之间构成第二密封腔体（13）；第二压紧环密封圈（12）后端设置有第二密封隔套（14），第二密封隔套（14）后端设置有第三压紧环密封圈（15），第二压紧环密封圈（12）、第二密封隔套（14）和第三压紧环密封圈（15）之间构成第三密封腔体（16）；第三压紧环密封圈（15）后端设置有第三封隔套（17），第三封隔套（17）后端设置有唇形密封圈（8），唇形密封圈（8）的腔体设置在唇形密封圈（8）的后侧，第三压紧环密封圈（15）、第三封隔套（17）和唇形密封圈（8）之间构成第四密封腔体（18），唇形密封圈（8）与可调密封衬套（3）、外密封支撑环（6）、环形法兰（7）和主轴承之间构成第五密封腔体（19）。

5.根据权利要求1所述的盾构机主轴承外密封结构，其特征在于：所述外密封压环（2）外端设置有与迷宫密封环（1）相卡和的沟槽。

6.根据权利要求1所述的盾构机主轴承外密封结构，其特征在于：所述环形法兰（7）通过第一螺栓（22）固定在主轴承内圈（9）上，外密封支撑环（6）通过第二螺栓（23）固定在主轴承外圈（10）上。

7.根据权利要求1所述的盾构机主轴承外密封结构，其特征在于：所述外密封压环（2）通过第三螺栓（24）与外密封支撑环（6）固定连接。

8.根据权利要求1或2所述的盾构机主轴承外密封结构，其特征在于：所述迷宫密封环（1）通过第四螺栓（25）与环形法兰（7）固定连接。

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