盾构机辅助系统原理

盾构机辅助系统原理

一.盾构机辅助系统组成

盾构机是一综合性的大型地下隧道开挖机械。集机械、电子电器、液压、传感技术等于一体，自动化程度较高，除主要的液压系统和电气系统外，还需要各种不同的系统来完成不同的功能，其上就有十几个辅助系统，这些系统有：

1. 刀盘减速器润滑冷却系统；

2. 盾尾密封油脂系统；

3. 主轴承密封油脂系统；

4. 油脂润滑密封系统；

5. 供水及冷却系统；

6. 同步注浆系统；

7. 泡沫发生系统；

8. 添加聚合物系统；

9. 添加膨润土系统；

10. 压缩空气系统；

11. 土仓加压系统；

12. 人仓加压系统。

二.刀盘减速器润滑冷却系统

该系统以主轴承密封外壳为储油箱，配有4KW的齿轮油泵、益流阀、过滤器、水冷却器、流量分配阀，形成一循环系统。系统中装有油温传感器、压力表、流量传感器、低油位警报开关及检查密封状况的泄漏检查箱。油泵从减速器中抽出的油经过滤、冷却，由分配阀

分为等量的四路油两路送往主轴承的OAX5、OAX1口润滑大滚子轴承，另两路送往OR4、OR1口润滑小滚子轴承。如果前面的一、二道密封损坏，就会有浆液流入泄漏检查箱，如果第三道密封损坏，就会有齿轮油流入泄漏检查箱。油位过低、油温过高或流量较小都会使刀盘无法旋转。

三.盾尾密封油脂系统

盾尾密封油脂系统向盾尾上布置的8根盾尾油脂注入管注入油

脂到密封装置，以失油密封形式阻止隧洞内的水、土及压注材料从盾尾进入盾构内。系统由气动油脂泵、集油器、8路支管及8个气动闸阀和8个压力传感

器组成。

从空气压缩

机送来的压缩空

气由气动油脂泵

的P口进入，然后

分两路，一路经气

源调节装置[过滤

器、减压阀（带压

力表）、油雾器]、

手动换向阀到达

油脂压力盘油缸，

以达到向油脂泵

供油的目的。另一

路经气控阀、气源

调节装置达到油

脂泵，靠油脂泵的

自动往复运动将

油脂泵出。泵上装

有低油脂警报开

关、压力表和计数

式流量传感器。

泵出的油脂送到集油器分8路，四路进入一、二道钢刷密封之间的前四个注入孔，另四路进入二、三道钢刷密封之间的后四个注入孔。每一路都可以气控阀单独控制，也可以同时控制。

四.主轴承密封油脂系统

主轴承设置有三道唇形外密封和两道唇形内密封，外密封前两道采用永久性失脂润滑来阻止土仓内的渣土和泥浆渗入，后一道密封是

防止主轴承内的润滑油渗漏。主轴承密封油脂系统只向前一道外密封前提供油脂。由气动油脂泵（原理同盾尾油脂泵）泵出的油脂到达集油分配器，将油脂均匀的分为四路分别送到主轴承上的CA1、CA2、CA3、CA4接口进入外密封的前端，靠密封油脂的外溢来阻止土仓内渣土和泥浆的渗入。

五.油脂润滑密封系统

该系统比较复杂，在谋某一处以密封为主润滑为辅，另一处可能以润滑为主密封为辅，也许两样兼备。它自动定量地向一级螺旋输送机、二级螺旋输送机、主轴承外密封、主轴承内密封及回转中心接头提供润滑和密封油脂。系统主要由气动油脂泵、过滤器、二级储油箱、油脂分配泵、分支集油及溢了装置、分支油脂分配器等。

气动油脂泵与盾尾油脂泵相同。泵出的高压油脂经过滤器过滤后到达二级储油箱，经分配泵加压后的油脂从分配器的各分支出口输出，根据各装置油脂的需量配置了不同的管径和管子数量。两根管以上配有集油器，主分配器处理的油送往以下部位：

1. 一级螺旋输送机输出轴第一、二道密封之间（F3口），单管输出，起密封作用。

2. F4口为手动注脂，润滑一级螺旋机铰接球面。

3. 一级螺旋机集油器（三管输出），再经分支分配器到输出轴的第一、二道密封之间（F1口）和第二、三道密封之间（F2口）。起密封和润滑作用。

4. 密封和润滑二级螺旋机第一、二道密封之间（F3口）和铰接球面（F4口）。（单管输出）

5. 密封和润滑一、二级螺旋输送机连接器球铰（FG1、FG2口）。

6. 二级螺旋机集油器（三管输出），再经分支分配器到输出轴的第一、二道密封之间（F1口）和第二、三道密封之间（F2口）。起密封和润滑作用。

7. 主轴承外密封集油器（6管输出），再经分支分配器到达主轴承

一、二道外密封之间（FA1—FA6口），密封和润滑主轴承输出端。

8. 手动润滑主轴承一、二道内密封之间（FI1--FI4口），内密封前一道阻止盾体内大气尘土的侵入，后一道防止主轴承内润滑油的外渗。

9. 回转中心接头集油器，（2管输出），再经分支分配器到达中心接头四路泡沫通道之间的密封（FD1—FD10口），起润滑和密封的作用。

10. 手动润滑中心接头的前轴承（FL1、FL2口）后轴承（FL3、FL4口），LL1为前溢流口，LL2为后溢流口。

二级储油箱上装有两个低油位开关和两个高油位开关，起警报和停机控制。系统还装有三个计数式流量传感器，用以控制一、二级螺旋机和主轴承外密封的密封和润滑油脂量。三个电磁阀起回油作用。

六.供水和冷却系统

供水系统由闭式循环回路和开式循环回路两大回路组成，闭式循环主要用于刀盘旋转马达（8个）、主轴承润滑冷却油、空气压缩机（2台）和电气柜的冷却。这些系统温度高，对水质要求较高。开式回路除冷却闭路循环水和液压油外，主要用于泡沫系统、注浆系统、膨润土系统和冲洗用水。

闭式回路由一7.5KW水泵将水箱里的水送往两台空压机、两个电气柜、8个驱动马达和主轴承润滑油冷却器，对其进行冷却，经外冷却器冷却后回到水箱，完成循环。8个马达和电气柜有节流阀控制流量，回路中装有温度传感器、温度计、流量传感器、水箱低水位开关。

开式回路的水从洞外冷却塔引入，一路经过滤器、闭路水冷却器、液压油冷却器返回洞外冷却塔。另一路到各个用水闸阀、泡沫系统、膨润土系统、人仓及土仓，用于冲洗和系统施工。盾构机里的污水由盾体中的隔膜气泵排出。