CN208252764U - 一种用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，包括刀盘驱动环、外密封安装环以及外密封固定环，所述外密封安装环的外径大于刀盘驱动环的外径，所述外密封固定环内设有台阶，所述外密封固定环内圈的小径端布置在刀盘驱动环的外周，且与刀盘驱动环之间形成第一外密封腔室，所述第一外密封腔室与主轴承润滑通道连通，所述外密封固定环内圈的大径端布置在外密封安装环的外周，且与外密封安装环之间形成第二外密封腔室，所述第一外密封腔室与第二外密封腔室连通，所述第一外密封腔室内间隔安装有多个第一密封圈，所述第二外密封腔室内安装有第二密封圈。本实用新型能承受更高的转速，更符合复杂地层对主轴承的密封的要求。
Description
技术领域
本实用新型属于隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于盾构施工的复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构。
背景技术
常规土压平衡式盾构机是由电机或者液压马达通过主驱动带动刀盘旋转来实现对岩土的切削掘进。主轴承是盾构刀盘驱动的核心部件，必须要用良好的密封系统来保障主轴承性能和使用寿命。在施工过程中，如果主驱动的密封出现问题，将造成主轴承润滑油泄漏，更为严重的是渣土进入主轴承及齿轮箱，那将给盾构施工带来不可估量的损失。
随着城市化建设的发展，地铁隧道施工线路逐渐往大埋深、长距离等方向发展，盾构需具备在高水土压下、高强度岩层下快速掘进施工的能力，目前常规主驱动密封结构很难完全满足这种特殊要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，它可以使得主驱动具有良好的密封性，且能满足盾构高承压、高转速的要求。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，包括固定安装在主轴承内齿圈上的刀盘驱动环、安装在所述刀盘驱动环外端的外密封安装环以及固定安装在主轴承外圈上的外密封固定环，所述外密封安装环的外径大于刀盘驱动环的外径，所述外密封固定环内设有台阶，所述外密封固定环内圈的小径端布置在刀盘驱动环的外周，且与刀盘驱动环之间形成第一外密封腔室，所述第一外密封腔室与主轴承润滑通道连通，所述外密封固定环内圈的大径端布置在外密封安装环的外周，且与外密封安装环之间形成第二外密封腔室，所述第一外密封腔室与第二外密封腔室连通，所述第一外密封腔室内间隔安装有多个第一密封圈，所述第二外密封腔室内安装有第二密封圈。
按上述技术方案，所述外密封固定环上开设有外密封油脂注入通道，所述外密封油脂注入通道上设有多个分通道，所述分通道与第一外密封腔室和第二外密封腔室连通。
按上述技术方案，所述外密封固定环内对应于第一密封圈的位置开设有外密封冷却腔，所述外密封固定环上开设有与所述外密封冷却腔连通的外密封冷却水注入通道。
按上述技术方案，所述第一密封圈和/或第二密封圈为多唇密封圈。
按上述技术方案，所述外密封固定环的外端安装有外密封压板，所述外密封安装环的外周安装有外密封垫板，所述外密封安装环的外端安装有刀盘牛腿法兰，所述外密封压板、外密封垫板与刀盘牛腿法兰之间形成与第二外密封腔室连通的窄缝式的迷宫通道，所述迷宫通道内填入润滑脂。
按上述技术方案，所述刀盘驱动环内安装有内密封安装环，所述内密封安装环与刀盘驱动环之间形成内密封腔室，所述内密封腔室内安装有内密封圈，所述内密封安装环上设有与内密封腔室连通的内密封油脂注入通道。
按上述技术方案，所述内密封圈为唇形密封圈。
按上述技术方案，所述第一密封圈和第二密封圈均通过外密封压环固定安装在刀盘驱动环外周，所述内密封圈通过内密封压环固定安装在刀盘驱动环内圈。
本实用新型产生的有益效果是：本实用新型通过设置刀盘驱动环、外密封安装环和外密封固定环将外密封腔室设计成Z形，以使得主驱动外密封的耐压更高，密封性更好，能满足盾构高承压、高转速的要求，更符合复杂地层对主轴承的密封要求，而且可以在相同安装空间下，增加刀盘中心区域的距离，降低刀盘结泥饼等现象的出现。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中油脂注入通道和冷却通道的示意图；
图3是本实用新型实施例中多唇密封圈的结构示意图；
图4是本实用新型实施例中唇形密封圈的结构示意图。
图中：1-刀盘驱动环、2-外密封压板、3-外密封固定环、4-外密封压环、5-第一密封圈、6-主轴承外圈、7-主轴承内齿圈、8-内密封圈、9-内密封压环、10-刀盘牛腿法兰、 11-外密封油脂注入通道、12-外密封冷却水注入通道、13-外密封冷却腔、14-第一道外密封腔室、15-第二道外密封腔室、16-第三道外密封腔室、17-内密封腔室、18-内密封油脂注入通道、19-第二密封圈、20-外密封安装环、21-外密封垫板、22-迷宫通道、23-内密封安装环。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，包括固定安装在主轴承内齿圈7上的刀盘驱动环1、安装在刀盘驱动环1外端的外密封安装环20以及固定安装在主轴承外圈6上的外密封固定环3，外密封安装环20的外径大于刀盘驱动环1的外径，外密封固定环3内设有台阶，外密封固定环3内圈的小径端布置在刀盘驱动环1的外周，且与刀盘驱动环1之间形成第一外密封腔室(包括第二道外密封腔室15和第三道外密封腔室16)，第一外密封腔室与主轴承润滑通道连通，外密封固定环3内圈的大径端布置在外密封安装环20的外周，且与外密封安装环20之间形成第二外密封腔室(包括第一道外密封腔室14)，第一外密封腔室与第二外密封腔室连通，第一外密封腔室内间隔安装有多个第一密封圈5，第二外密封腔室内安装有第二密封圈19。
在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，外密封固定环3上开设有外密封油脂注入通道11，外密封油脂注入通道11上设有多个分通道(图中未标记)，分通道与第一外密封腔室和第二外密封腔室连通，通过注入油脂实现对盾构主轴承的密封保护。
在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，外密封固定环3内对应于第一密封圈5的位置开设有外密封冷却腔13，外密封固定环3上开设有与外密封冷却腔13连通的外密封冷却水注入通道12，通过外密封冷却水注入通道注入冷却水，可以实现第一密封圈的冷却，有效控制外密封在高速旋转时摩擦带来的温升，减小密封磨损，提高密封使用寿命，实现刀盘持续高转速运行，在硬岩地层能大大提高掘进速度。
在本实用新型的优选实施例中，如图3所示，第一密封圈5和/或第二密封圈19为多唇密封圈。
在本实用新型的优选实施例中，如图1、图2所示，外密封固定环3的外端安装有外密封压板2，外密封安装环20的外周安装有外密封垫板21，外密封安装环20的外端安装有刀盘牛腿法兰10，外密封压板2、外密封垫板21与刀盘牛腿法兰10之间形成与第二外密封腔室连通的窄缝式的迷宫通道22，迷宫通道22内填入润滑脂，迷宫通道为间隙很小的曲折通道，可增加密封效果。在软土地层施工时可在这种迷宫通道中填入HBW脂，使得高粘度的HBW油脂充满整个迷宫通道，而且保持连续溢出，可增加密封效果隔离土仓内的泥水渣土；在硬岩下施工时向迷宫通道中填入EP2润滑油脂，可降低施工成本。
在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，刀盘驱动环1内安装有内密封安装环23，内密封安装环23与刀盘驱动环1之间形成内密封腔室17，内密封腔室17内安装有内密封圈8，内密封安装环23上设有与内密封腔室17连通的内密封油脂注入通道18，通过注入油脂实现对盾构主轴承的密封保护。同时采用外密封和内密封，结构新颖，耐压高，适用于高水压地层掘进。
在本实用新型的优选实施例中，如图4所示，内密封圈8为唇形密封圈。
在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，第一密封圈5和第二密封圈19均通过外密封压环4固定安装在刀盘驱动环1外周，内密封圈8通过内密封压环9固定安装在刀盘驱动环1内圈。
本实用新型中密封采用价格低廉、不含纤维填充物的润滑油脂替代HBW油脂，可以实现较好的密封效果，降低施工成本。在本实用新型的基础上，提高驱动装配精度，在保证溢出流量的前提下减少密封油脂通道的间隙，更能实现对盾构主轴承的保护。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，其特征在于，包括固定安装在主轴承内齿圈(7)上的刀盘驱动环(1)、安装在所述刀盘驱动环(1)外端的外密封安装环(20)以及固定安装在主轴承外圈(6)上的外密封固定环(3)，所述外密封安装环(20)的外径大于刀盘驱动环(1)的外径，所述外密封固定环(3)内设有台阶，所述外密封固定环(3)内圈的小径端布置在刀盘驱动环(1)的外周，且与刀盘驱动环(1)之间形成第一外密封腔室，所述第一外密封腔室与主轴承润滑通道连通，所述外密封固定环(3)内圈的大径端布置在外密封安装环(20)的外周，且与外密封安装环(20)之间形成第二外密封腔室，所述第一外密封腔室与第二外密封腔室连通，所述第一外密封腔室内间隔安装有多个第一密封圈(5)，所述第二外密封腔室内安装有第二密封圈(19)。
2.根据权利要求1所述的用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，其特征在于，所述外密封固定环(3)上开设有外密封油脂注入通道(11)，所述外密封油脂注入通道(11)上设有多个分通道，所述分通道与第一外密封腔室和第二外密封腔室连通。
3.根据权利要求1所述的用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，其特征在于，所述外密封固定环(3)内对应于第一密封圈(5)的位置开设有外密封冷却腔(13)，所述外密封固定环(3)上开设有与所述外密封冷却腔(13)连通的外密封冷却水注入通道(12)。
4.根据权利要求1所述的用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，其特征在于，所述第一密封圈(5)和/或第二密封圈(19)为多唇密封圈。
5.根据权利要求1所述的用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，其特征在于，所述外密封固定环(3)的外端安装有外密封压板(2)，所述外密封安装环的外周安装有外密封垫板(21)，所述外密封安装环的外端安装有刀盘牛腿法兰(10)，所述外密封压板(2)、外密封垫板(21)与刀盘牛腿法兰(10)之间形成与第二外密封腔室连通的窄缝式的迷宫通道(22)，所述迷宫通道(22)内填入润滑脂。
6.根据权利要求1所述的用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，其特征在于，所述刀盘驱动环(1)内安装有内密封安装环，所述内密封安装环与刀盘驱动环(1)之间形成内密封腔室(17)，所述内密封腔室(17)内安装有内密封圈(8)，所述内密封安装环上设有与内密封腔室(17)连通的内密封油脂注入通道(18)。
7.根据权利要求6所述的用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，其特征在于，所述内密封圈(8)为唇形密封圈。
8.根据权利要求6所述的用于复合土压平衡式盾构的主驱动密封结构，其特征在于，所述第一密封圈(5)和第二密封圈(19)均通过外密封压环(4)固定安装在刀盘驱动环(1)外周，所述内密封圈(8)通过内密封压环(9)固定安装在刀盘驱动环(1)内圈。
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