盾构机主驱动系统简介
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本区间盾构机主轴的驱动扭矩最大 可达6528kNm（120%脱困扭矩），正常 工作扭矩为5540kNm以内。
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目 录
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1
主驱动系统简介
2
主轴承结构工作原理
3
主轴承密封系统
4
中心回转接头结构及功能
3.1主轴承常用的密封圈的形式
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目前国际上著名的盾构厂商对主轴承的密封均采用骨架式唇形密封圈，常 用的唇形密封圈有单唇形密封圈、带压紧环的唇形密封圈及多唇密封圈,三种 形式的密封材料一般都是耐油耐水的高强耐磨丁晴橡胶或聚亚氨脂。其结构如 下图所示。
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质量、环境、职业健康安全管理体系 2016年内审末次审查会议
总工室 2016.7.4
广州轨道交通建设监理有限公司
佛山2号线一期工程土建监理一标段监理部 2018.05.03
目 录
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1
主驱动系统简介
2
主轴承结构及工作原理
3
主轴承密封系统
4
中心回转接头结构及功能
1.1、主驱动系统功能简介
3、连接环：连接、固定主驱动各结构件，配合主驱动箱，提供润滑油脂通道 4、密封隔环：将多道唇形密封分离隔开，形成空腔以填充润滑油脂。 5、密封滑环：提供唇形密封的接触面。 6、密封压环：固定唇形密封，形成合适的预紧压力。
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1.2、主驱动系统主要组成
7、刀盘驱动法兰：连接主轴承大齿圈与刀盘法兰的连接部件，带动刀盘旋转。 8、马达或电机：刀盘的动力源，将流体势能或电能转化为机械动能。 9、减速机：配合马达或电机，通过旋转速度的转换实现较大的驱动扭矩。 10、扭矩限制器：应用于电驱动型盾构机，连接电机与减速机，在刀盘扭矩急 剧增大时脱离，隔开电机与减速机，从而避免电机的损坏。
单唇形密封圈
带压紧环唇形密封圈
多唇形密封圈
3.1.2 单唇形密封圈
单唇形密封圈安装结构形式如右图所示，图中 共有内外两层4道密封腔介于刀盘与主轴承及齿轮 箱之间，对刀盘侧开挖仓内渣土、泥水起隔离作用， 避免从转鼓两侧缝隙进入主轴承及齿轮箱，同时也 防止主轴承及齿轮箱内的润滑油泄露，保证主轴承 及齿轮箱的安全使用寿命。
主轴承是盾构驱动系统的 核心部件，起直接传递动力 和荷载的作用。需要足够的 刚度和稳定性来承受较大的 扭矩和荷载。
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主轴承三维效果图
2.1.1、作用于轴承的荷载
刀盘在工作过程中，始终受到以下几个外力的作用： P1--刀盘旋转时切削前方土体产生的平衡切削力； P2--由于掌子面断面硬度不同而造成的偏向轴向荷载； P3--径向荷载； P4--到头回退时所受的轴向力； W--刀盘装置自重； T--总推力，包括盾体四周土壤间的摩擦阻力、推进 时，产生的贯入阻力、作用在切削刀盘上的推荐阻力、 盾构内衬与盾尾的摩擦阻力、后方台车的牵引阻力等；
盾构机主驱动系统是盾
构机的“心脏”，是盾构机动 力输出的中心，直接起到动力 转换和输出的作用，同时起到 支承盾体刀盘并使之旋转破岩 的作业。盾构机主驱动系统结 构复杂，对制作工艺、装配工 艺的要求非常高，且在盾构掘 进施工过程中维修困难、复杂 ，所以要求主驱动系统及其构 配件要有较长的使用寿命和较 高的稳定性。
刀盘驱动装置示意图
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1.2.1、刀盘驱动方式
刀盘驱动方式主要有液压和电机驱动两种。其中液压驱动方式根据液 压回路型式分为开式和闭式液压回路驱动；电机驱动方式根据电机控制形 式可分为单速、双速及变频电机驱动。
液压驱动方式起步较早，技术较成熟，同步性能较好，可带载启动， 速度无级可调，但系统损耗较大，不利于节能环保，且日常维护工作繁重。
1.2、主驱动系统主要组成
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1.2、主驱动系统工作原理 盾构机刀盘切削系统为采用多个电机同步驱动与刀盘连接的大齿轮 圈，本区间盾构采用6个（160Kw）左右对称分布的变频电机同步驱动 刀盘。刀盘转速在0.1~3rpm内可无级调速。
1.2、主驱动系统工作原理
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盾构机在推进过程中，刀盘侧最大要承受0.3~ ~0.5Mpa的压力。在第①道密封腔内要连续注入高 粘度特种油脂，由于压力作用，该油脂沿迷宫缝溢 出，将渣土及泥水阻挡在外。在第②、第③腔室内 注入一般油脂，同时对油脂进行监测，若发现第① 道腔有渗漏（第②道腔混有高粘度油脂），这时要 停止向第②道腔内注入一般油脂，让第①、②道腔 共同取代腔①的作用。腔室④定时注入液压油进行 冲洗润滑，同时起冷却作用。内密封与外密封工作 原理相同。
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主轴承受力图
2.1.2、主轴承结构
外壳体
主轴承密封系统
刀 盘 侧
转鼓
主轴承滚子
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减速机小齿轮
齿轮箱
保险杠
2.1.2、主轴承结构
盾构机主轴承一般为内齿式三排圆 柱滚子组合轴承（见右图），要求能 同时承受轴向力径向荷载以及倾覆力 矩。其中轴向力和倾覆力矩由第一、 第二列滚子承受，径向力由垂直布置 的第三列滚子承受。
单、双速电机驱动功能单一，价格低廉，一般用于小型盾构。 变频电机驱动方式综合了液压和双速电机驱动方式的优点，可带载启 动，无级调速，同步性能较好，节能显著。适用于多种型式和规格的盾构机。
目 录
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1
主驱动系统简介
2
主轴承结构及工作原理
3
主轴承密封系统
4
中心回转接头结构及功能
2、主轴ห้องสมุดไป่ตู้结构工作原理
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1.2、主驱动系统主要组成
1、主驱动箱：主驱动箱是主驱动总成的主要结构件，用于承载主轴承、驱动 法兰、减速机等其他部件，同时提供主轴承润滑系统的齿轮油容纳空间，为 前部密封及油脂润滑系统提供油脂通道。
2、主轴承：主驱动的核心组件，外环与主驱动箱相对固定，内环与刀盘驱动 法兰相连接，是驱动刀盘运转的过渡连接部件。
驱动电机经行星齿轮减速机减速后，驱动与其对应的小齿轮，各小齿 轮又与大齿圈共同啮合传动，提供刀盘驱动扭矩以抵抗掘进扭矩荷载。刀 盘扭矩由围岩条件、盾构型式、盾构结构及盾构直径来决定。
驱动电机
减速机
减速机小齿轮
大齿轮圈轴承
刀盘驱动流程图
刀盘滚筒、中间梁
刀盘转 动
1.2、主驱动系统工作原理
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主驱动系统简介
2
主轴承结构工作原理
3
主轴承密封系统
4
中心回转接头结构及功能
3.1主轴承常用的密封圈的形式
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目前国际上著名的盾构厂商对主轴承的密封均采用骨架式唇形密封圈，常 用的唇形密封圈有单唇形密封圈、带压紧环的唇形密封圈及多唇密封圈,三种 形式的密封材料一般都是耐油耐水的高强耐磨丁晴橡胶或聚亚氨脂。其结构如 下图所示。
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质量、环境、职业健康安全管理体系 2016年内审末次审查会议
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主轴承结构及工作原理
3
主轴承密封系统
4
中心回转接头结构及功能
1.1、主驱动系统功能简介
3、连接环：连接、固定主驱动各结构件，配合主驱动箱，提供润滑油脂通道 4、密封隔环：将多道唇形密封分离隔开，形成空腔以填充润滑油脂。 5、密封滑环：提供唇形密封的接触面。 6、密封压环：固定唇形密封，形成合适的预紧压力。
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1.2、主驱动系统主要组成
7、刀盘驱动法兰：连接主轴承大齿圈与刀盘法兰的连接部件，带动刀盘旋转。 8、马达或电机：刀盘的动力源，将流体势能或电能转化为机械动能。 9、减速机：配合马达或电机，通过旋转速度的转换实现较大的驱动扭矩。 10、扭矩限制器：应用于电驱动型盾构机，连接电机与减速机，在刀盘扭矩急 剧增大时脱离，隔开电机与减速机，从而避免电机的损坏。
单唇形密封圈
带压紧环唇形密封圈
多唇形密封圈
3.1.2 单唇形密封圈
单唇形密封圈安装结构形式如右图所示，图中 共有内外两层4道密封腔介于刀盘与主轴承及齿轮 箱之间，对刀盘侧开挖仓内渣土、泥水起隔离作用， 避免从转鼓两侧缝隙进入主轴承及齿轮箱，同时也 防止主轴承及齿轮箱内的润滑油泄露，保证主轴承 及齿轮箱的安全使用寿命。
主轴承是盾构驱动系统的 核心部件，起直接传递动力 和荷载的作用。需要足够的 刚度和稳定性来承受较大的 扭矩和荷载。
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主轴承三维效果图
2.1.1、作用于轴承的荷载
刀盘在工作过程中，始终受到以下几个外力的作用： P1--刀盘旋转时切削前方土体产生的平衡切削力； P2--由于掌子面断面硬度不同而造成的偏向轴向荷载； P3--径向荷载； P4--到头回退时所受的轴向力； W--刀盘装置自重； T--总推力，包括盾体四周土壤间的摩擦阻力、推进 时，产生的贯入阻力、作用在切削刀盘上的推荐阻力、 盾构内衬与盾尾的摩擦阻力、后方台车的牵引阻力等；
盾构机主驱动系统是盾
构机的“心脏”，是盾构机动 力输出的中心，直接起到动力 转换和输出的作用，同时起到 支承盾体刀盘并使之旋转破岩 的作业。盾构机主驱动系统结 构复杂，对制作工艺、装配工 艺的要求非常高，且在盾构掘 进施工过程中维修困难、复杂 ，所以要求主驱动系统及其构 配件要有较长的使用寿命和较 高的稳定性。
刀盘驱动装置示意图
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1.2.1、刀盘驱动方式
刀盘驱动方式主要有液压和电机驱动两种。其中液压驱动方式根据液 压回路型式分为开式和闭式液压回路驱动；电机驱动方式根据电机控制形 式可分为单速、双速及变频电机驱动。
液压驱动方式起步较早，技术较成熟，同步性能较好，可带载启动， 速度无级可调，但系统损耗较大，不利于节能环保，且日常维护工作繁重。
1.2、主驱动系统主要组成
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1.2、主驱动系统工作原理 盾构机刀盘切削系统为采用多个电机同步驱动与刀盘连接的大齿轮 圈，本区间盾构采用6个（160Kw）左右对称分布的变频电机同步驱动 刀盘。刀盘转速在0.1~3rpm内可无级调速。
1.2、主驱动系统工作原理
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盾构机在推进过程中，刀盘侧最大要承受0.3~ ~0.5Mpa的压力。在第①道密封腔内要连续注入高 粘度特种油脂，由于压力作用，该油脂沿迷宫缝溢 出，将渣土及泥水阻挡在外。在第②、第③腔室内 注入一般油脂，同时对油脂进行监测，若发现第① 道腔有渗漏（第②道腔混有高粘度油脂），这时要 停止向第②道腔内注入一般油脂，让第①、②道腔 共同取代腔①的作用。腔室④定时注入液压油进行 冲洗润滑，同时起冷却作用。内密封与外密封工作 原理相同。
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主轴承受力图
2.1.2、主轴承结构
外壳体
主轴承密封系统
刀 盘 侧
转鼓
主轴承滚子
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减速机小齿轮
齿轮箱
保险杠
2.1.2、主轴承结构
盾构机主轴承一般为内齿式三排圆 柱滚子组合轴承（见右图），要求能 同时承受轴向力径向荷载以及倾覆力 矩。其中轴向力和倾覆力矩由第一、 第二列滚子承受，径向力由垂直布置 的第三列滚子承受。
单、双速电机驱动功能单一，价格低廉，一般用于小型盾构。 变频电机驱动方式综合了液压和双速电机驱动方式的优点，可带载启 动，无级调速，同步性能较好，节能显著。适用于多种型式和规格的盾构机。
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主驱动系统简介
2
主轴承结构及工作原理
3
主轴承密封系统
4
中心回转接头结构及功能
2、主轴ห้องสมุดไป่ตู้结构工作原理
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1.2、主驱动系统主要组成
1、主驱动箱：主驱动箱是主驱动总成的主要结构件，用于承载主轴承、驱动 法兰、减速机等其他部件，同时提供主轴承润滑系统的齿轮油容纳空间，为 前部密封及油脂润滑系统提供油脂通道。
2、主轴承：主驱动的核心组件，外环与主驱动箱相对固定，内环与刀盘驱动 法兰相连接，是驱动刀盘运转的过渡连接部件。
驱动电机经行星齿轮减速机减速后，驱动与其对应的小齿轮，各小齿 轮又与大齿圈共同啮合传动，提供刀盘驱动扭矩以抵抗掘进扭矩荷载。刀 盘扭矩由围岩条件、盾构型式、盾构结构及盾构直径来决定。
驱动电机
减速机
减速机小齿轮
大齿轮圈轴承
刀盘驱动流程图
刀盘滚筒、中间梁
刀盘转 动
1.2、主驱动系统工作原理
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