盾构机主驱动支撑环耐磨带技术研究

曾勇军

(中国铁建重工集团有限公司 湖南长沙 410100)

1 引言

盾构掘进机是城市地铁及地下隧道施工中的重要设备，盾构施工是一个复杂的系统工程[1]，采用盾构机施工，大大加快了隧道掘进速度，减轻了施工难度，其施工效率及质量双高、施工过程更加安全，已成为地下施工首选方案[2]。盾构机主驱动系统被称为盾构机的“心脏”[3]，主驱动密封就是“心脏的隔膜”，其直接接触渣土并阻止泥渣进入主驱动内部。

目前，盾构机主驱动密封环主要以调质后的42CrMo锻件为原料加工制造而成。密封滑道面经过表面淬火处理，制造周期长、成本高，耐磨性能使用寿命有限，难以满足盾构机的不断发展对密封要求更耐磨、更长寿命、更换成本低的需求。

本文就某大直径盾构项目盾构机主驱动支撑环密封滑道需要持久耐磨的要求，从结构设计、材料选择、工艺制作等方面进行分析，对其密封滑道方案进行设计，寻找一种更耐磨的材料并提出新的工艺方案，通过试验效果及实际工程案例效果判断其方案实用性，达到节省专业设备、人员、加工费用，适应工地安装。

2 外密封支撑环密封结构设计

盾构机主驱动支撑环密封滑道结构为圆环状，唇形密封件与圆环外周紧密接触达到动密封的效果，耐磨带包裹支撑环形成耐磨滑道，耐磨带主要受渣土及唇形密封带重复摩擦，使用过程中需要表面具备高耐磨性，因此，设计主驱动外密封系统时，可选择一种耐磨材料焊接成圆环，过盈配合装配到支撑环圆环上，这样满足了滑道高耐磨性的要求，节省了加工费用，使密封支撑环免遭磨损，很大程度上提高了支撑环的使用寿命，使主驱动支撑环可重复使用。……