主驱动密封安装方法、密封圈安装工具及隔距环安装工具与流程

1.本发明涉及盾构机检修技术领域，特别是涉及一种主驱动密封安装方法、一种密封圈安装工具，以及一种隔距环安装工具。


背景技术：

2.泥水平衡式盾构机作为集机械、液压、电气与自动化控制于一体的综合性大型施工机械，以其优质、高速、安全的优势在地铁隧道施工与穿山隧道施工中被广泛应用。泥水平衡盾构机的主驱动则是其核心驱动部件，直接起到动力转换和输出的作用。
3.在正常使用中，主驱动齿轮腔室内的电机、马达、箱体等结构具备较长的使用寿命，对主驱动总成的寿命影响较小，而当盾构机掘进时，掘进方向上存在大量泥浆，泥浆中的砂石颗粒会持续磨损主驱动的密封结构，盾构机的密封结构如图2所示，包括外侧三级唇口向外，即由外向内密封的密封圈，和内侧一级唇口向内，由内向外密封的密封圈，砂石颗粒可能会将外侧三级密封圈磨损，造成密封结构失效，无法起到隔离主驱动齿轮腔室与外界泥浆的作用，由于开挖面较高的压力，泥浆或渣土将进入主驱动内，使设备损坏，进而导致盾构机损坏而无法进行掘进，设备维修难度极高，因此当主驱动密封结构失效后需要立刻停机并更换安装新的密封圈。
4.目前主驱动密封圈的安装方法通常为：在盾构机停机位置的正上方进行竖井加固，架设起吊装备，将盾构机进行拆卸，吊出主驱动后在地上进行拆卸并安装新的密封圈，但此种方法工期长，成本高，对施工进度与质量影响非常大。


技术实现要素：

5.本发明针对目前主驱动密封圈安装时工期长、成本高的问题，提供了一种能够在地层中带压环境下快速完成的主驱动密封安装方法。
6.为解决上述问题，本发明提供的技术方案为，一种主驱动密封安装方法，包括以下步骤：
7.s1.工作人员进入主驱动仓内；
8.s2.对密封圈安装槽进行清洁与检查；
9.s3.测量调整第一隔距环的位置；
10.s4.安装第二密封圈；
11.s5.安装第二隔距环；
12.s6.进行la腔压力测试；
13.s7.安装第三密封圈；
14.s8.安装第三隔距环；
15.s9.进行oa腔压力测试；
16.s10.安装第四密封圈；
17.s11.安装夹紧环；
18.s12.进行fa腔压力测试。
19.本方法逐一安装密封圈与隔距环，并在形成每个密封腔后对密封腔进行压力测试，保证安装后的密封效果，密封腔测试与下一级密封圈的安装交替进行，能够准确快速的发现问题并及时调整，避免了后期反复拆装排查，工作人员通过盾构机前仓门进入机仓内直接进行安装，无需将主驱动拆开，操作所需空间小，能够在停机位置进行操作，实施周期短，成本低，提高整体掘进的速度。
20.优选的，步骤s2包括：
21.清理密封圈安装槽和油脂孔中的淤泥、污垢、油脂和润滑油；
22.检查耐磨环状态，进仓人员目视检查耐磨环接触面上的印记或凹槽，用滴蜡法取得耐磨环与密封圈接触位置的蜡样，得到耐磨环的磨损情况；
23.在密封圈安装槽内涂刷防腐油。
24.判断密封圈接触位置的磨损情况，保证安装后的密封效果。
25.优选的，步骤s4、s7、s10包括：
26.在仓外检查密封圈的完好性，截断密封圈，对截断面进行打磨清洗，用保护膜将密封圈包裹密封；将密封圈从仓门穿入仓内，并压入安装槽一定深度，将密封圈的截断处对接；将密封圈从安装槽中拔出，打磨截断面，将密封圈重新粘接，粘接完成后打磨接缝；沿密封圈的周向拆除保护膜，在密封圈的周向均匀施力将密封圈安装入安装槽中的设定位置，安装过程中，该密封圈与其内侧相邻密封圈之间的腔室进行泄压，各个密封圈的粘接点位于同一周向位置。将密封圈截断后可直接以条状形式从仓门穿入，在仓内重新对接，无需将主驱动前部拆开，减少所需空间，便于在地下安装。
27.优选的，密封圈采用热粘接，密封圈两端截断面对接后在对接处安装与密封圈横截面形状相适配的模具，加热并保温一定时长，然后停止加热，温度下降至常温后拆除模具。热粘接使密封条两端截断处重新熔为一个整体，连接牢固，一体性强。
28.优选的，密封圈的截断面与密封圈的轴截面之间夹角为45度，密封圈粘接时采用胶水粘合。胶水粘接便于操作，45度切面提高粘接面积，提高粘接强度。
29.优选的，步骤s5、s8包括：在安装槽中涂刷防锈油膜，在隔距环的周向均匀施力将隔距环安装入安装槽中。
30.优选的，步骤s6包括：将la腔泄压至常压然后关闭la腔，在第二密封圈的外侧加压，检测一定时间内la腔的压力升幅不得超过设定比例，测试完成后关闭第二密封圈外侧的额外加压，将la腔泄压至常压；
31.步骤s9包括：将la腔泄压至常压并保持la腔开启，将oa腔泄压至常压然后关闭oa腔，检测一定时间内oa腔的压力升幅不得超过设定比例，测试完成后将oa腔开启泄压至常压然后关闭oa腔；
32.步骤s12包括：fa腔泄压至常压然后关闭fa腔，检测一定时间内fa腔的压力升幅不得超过设定比例。
33.对密封圈之间的密封腔逐一进行压力测试，保证每一级密封腔均能够有效密封；巧妙利用盾构机所处的地下带压工作环境的压力进行测试，操作简单且更贴近实际工作的压力环境。
34.另一方面，本发明还提供一种密封圈安装工具，用于上述的主驱动密封安装方法，
包括主杆体，主杆体的一端设有手持杆，手持杆与主杆体垂直，主杆体的一端可替换的安装推进杆或回钩杆：推进杆的一端为与主杆体连接的连接端，推进杆另一端设有压杆，压杆与推进杆成t型；回钩杆的一端为与主杆体连接的连接端，回钩杆的另一端设有l型的拉钩。主杆体端部替换安装推进杆或回钩杆，推进杆的头部压杆压入密封圈的唇缝中，将密封圈向内推动；需要向外拉出时，将推进杆替换为回钩杆，回钩杆的l型拉钩从密封圈与安装槽壁之间的接缝中插入，旋转90度后勾住密封圈的底部，即可将密封圈拉出所需的距离，本工具结构巧妙，替换方便，能够快速方便的调整密封圈的安装深度，保证安装效果。
35.优选的，手持杆上设有测距传感器，测距传感器的检测方向沿主杆体的轴向指向推进杆或回钩杆，测距传感器带有显示器，显示器用于显示测距传感器的测量结果。能够精确得到安装深度，便于控制。
36.第三方面，本发明还提供一种隔距环安装工具，用于上述的主驱动密封安装方法，包括安装座，安装座上设有第二螺纹孔和通孔，第二螺纹孔和通孔的轴线相互平行，第二螺纹孔中通过螺纹安装有推动螺杆，通孔中设有定位螺栓；推动螺杆的一端设有固定螺母，固定螺母与推动螺杆固定连接，推动螺杆的中部螺纹安装有定距螺母，固定螺母、定距螺母和定位螺栓的螺栓头均位于安装座的同一侧。主驱动的前端盖环上设有用于安装夹紧环的螺纹孔，通过定位螺栓将多个本工具沿周向安装在盖环的螺纹孔处，通过转动固定螺母，使推动螺杆向安装槽内伸入，推动螺杆端部将隔距环推入安装槽中，通过定距螺母可精确设定推入深度，多个本工具同时操作，能够快速、精确的安装隔距环，且隔距环不会歪斜，保证安装效果。
37.通过以上技术方案可以看出，本发明的优点在于，本方法能够在掘进地层中带压环境下实施，操作人员在主驱动机仓内进行安装，安全性强，逐一安装密封圈与隔距环，并在形成每个密封腔后对密封腔进行压力测试，密封腔测试与密封圈的安装交替进行，与传统的整体安装完成后进行压力测试相比，能够准确快速的发现问题并及时调整，避免了反复拆装排查，保证安装后的密封效果，巧妙利用盾构机所处的地下带压工作环境的压力进行测试，操作简单且更贴近实际工作的压力环境；将密封圈截断后可直接以条状形式从仓门穿入，在仓内重新对接，无需将主驱动前部拆开；本方法所需操作空间小，实施周期短，成本低，提高工程的整体效率；同时，本发明提供的密封圈安装工具和隔距环安装工具结构巧妙，能够快速、方便的安装调整密封圈和隔距环的位置，保证安装效果，提高安装效率。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明具体实施方式中安装方法的流程图。
40.图2为盾构机主驱动密封结构的结构示意图。
41.图3为本发明具体实施方式中密封圈安装工具的结构示意图一。
42.图4为本发明具体实施方式中密封圈安装工具的结构示意图二。
43.图5为密封圈安装工具中主杆体的结构示意图。
44.图6为密封圈安装工具中回钩杆的结构示意图。
45.图7为本发明具体实施方式中隔距环安装工具的结构示意图。
46.图8为隔距环安装工具中安装座的结构示意图。
47.图中：1.主杆体，2.推进杆，3.回钩杆，31.拉钩，4.安装座，41.第二螺纹孔，42.通孔，5.推动螺杆，6.定位螺栓，7.连接螺杆，8.第一螺纹孔，10.手持杆，11.测距传感器，12.显示器，13.压杆，14.固定螺母，15.定距螺母，16-1.第一密封圈，16-2.第二密封圈，16-3.第三密封圈，16-4，第四密封圈，17-1.第一隔距环，17-2.第二隔距环，17-3.第三隔距环，18.夹紧环，19-1.la腔，19-2.oa腔，19-3.fa腔，20.耐磨环，21.盖环。
具体实施方式
48.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
49.如图2所示，盾构机主驱动的密封结构包括外层壳体，壳体内部安装有耐磨环20，耐磨环20的外壁与壳体的内壁之间形成密封圈安装槽，安装槽的最底部安装有第一密封圈16-1，第一密封圈16-1的唇口向内，即从内向外密封，避免内部工作腔的润滑油等发生泄漏，第一密封圈的外侧依次为第二密封圈16-2、第三密封圈16-3和第四密封圈16-4，第二至第四密封圈的唇口向外，即从外向内密封，避免外部泥浆进入，第一密封圈16-1和第二密封圈16-2之间设有第一隔距环17-1，形成la腔19-1，第二密封圈16-2和第三密封圈16-3之间设有第二隔距环17-2，形成oa腔19-2，第三密封圈16-3和第四密封圈16-4之间设有第三隔距环17-3，形成fa腔19-3，主驱动壳体的前端为盖环21，盖环21的内侧安装有夹紧环18，夹紧环18将第四密封圈16-4压在安装槽中，la腔、oa腔、fa腔均沿周向设有压力管路，压力管路集成在壳体内部，盾构机主驱动前侧(图2中的左侧)朝向掘进方向，掘进时带有工作压力，当第四至第二密封圈依次磨损失效后，泥浆即有进入工作腔的风险。
50.如图1、2所示，一种主驱动密封安装方法，包括以下步骤：
51.s1.工作人员进入主驱动仓内；
52.s2.对密封圈安装槽进行清洁与检查：清理密封圈安装槽和油脂孔中的淤泥、污垢、油脂和润滑油；检查耐磨环20状态，进仓人员目视检查耐磨环20接触面上的印记或凹槽，用滴蜡法在耐磨环20与密封圈的接触位置取得至少四处的蜡样，得到耐磨环20的磨损情况，确认印记或凹槽尺寸是否在规定范围内；检查完成后，在密封圈安装槽内涂刷防腐油；
53.s3.测量调整第一隔距环17-1的位置；
54.s4.安装第二密封圈16-2；
55.s5.安装第二隔距环17-2；
56.s6.进行la腔19-1的压力测试：开启la腔的压力管路，将la腔19-1泄压至常压(常压为地层所处位置的大气压，小于掘进方向上的掘进压力)，然后关闭la腔19-1的压力管路，在la腔的压力管路上安装压力表或其他压力检测装置，在第二密封圈16-2的外侧加压，检测la腔19-1内的压力升幅，10分钟内la腔压力升幅不得超过la腔压力(常压)与外侧压力之间压差的20％，且30分钟内压力升幅不得超过压差的50％，测试完成后关闭第二密封圈
外侧的额外加压，将la腔泄压至常压；
57.s7.安装第三密封圈16-3；
58.s8.安装第三隔距环17-3；
59.s9.进行oa腔19-2的压力测试，将la腔泄压至常压并保持la腔开启，将oa腔泄压至常压然后关闭oa腔，在oa腔的压力管路上安装压力表或其他压力检测装置，检测oa腔的压力升幅，10分钟内不得超过oa腔压力(常压)与外部工作压力之间压差的20％，测试完成将oa腔开启泄压至常压然后关闭oa腔；
60.s10.安装第四密封圈16-4；
61.s11.安装夹紧环18；
62.s12.进行fa腔19-3的压力测试：fa腔泄压至常压然后关闭fa腔，在fa腔的压力管路上安装压力表或其他压力检测装置，检测fa腔的压力升幅，10分钟内不得超过fa腔压力(常压)与外部工作压力之间压差的20％。
63.其中第二密封圈16-2、第三密封圈16-3和第四密封圈16-4的安装方法为：
64.在仓外检查密封圈的完好性，截断密封圈，对截断面进行打磨清洗，用保护膜将密封圈包裹密封；将密封圈从仓门穿入仓内，并压入安装槽一定深度，此时只需将密封圈固定在安装槽槽口处即可，无需完全安装入安装槽，将密封圈的截断处对接；将密封圈从安装槽中拔出，打磨截断面，将密封圈重新粘接，粘接完成后打磨接缝；沿密封圈的周向拆除保护膜，在密封圈的周向均匀施力将密封圈安装入安装槽中的设定位置，安装过程中，该密封圈与其内侧相邻密封圈之间的腔室进行泄压，各个密封圈的粘接点位于同一周向位置，如，均位于密封圈的正上方。
65.其中，粘接可采用热粘接，密封圈两端截断面对接后在对接处安装与密封圈横截面形状相适配的模具，加热并保温一定时长，然后停止加热，温度下降至常温后拆除模具，将融化表面和接缝打磨平整；或采用胶水粘接，密封圈的截断面与密封圈的轴截面之间夹角为45度，密封圈粘接时采用胶水粘合，将溢出硬化的胶水打磨平整。
66.为方便密封圈的安装，本发明提供一种密封圈安装工具，如图3-6所示，密封圈安装工具包括主杆体1，主杆体1的一端设有手持杆10，手持杆10与主杆体1垂直，主杆体1的一端可替换的安装推进杆2或回钩杆3，主杆体的安装端设有连接螺杆7：推进杆2的一端设有与连接螺杆7配合的第一螺纹孔8，推进杆2另一端设有压杆13，压杆13与推进杆2成t型；回钩杆3的一端设有与连接螺杆7配合的第一螺纹孔8，回钩杆3的另一端设有l型的拉钩31，拉钩31的直径小于回钩杆3的直径，手持杆10上设有测距传感器11，测距传感器11的检测方向沿主杆体1的轴向指向推进杆或回钩杆，测距传感器11带有显示器12，显示器12用于显示测距传感器11的测量结果。
67.安装密封圈时，工作人员握持手持杆，主杆体端部安装推进杆，推进杆的头部压杆压入密封圈的唇缝中，将密封圈向内推动；需要向外拉出时，将推进杆替换为回钩杆，回钩杆的l型拉钩从密封圈与安装槽壁之间的接缝中插入，旋转90度后勾住密封圈的底部，即可将密封圈拉出所需的距离，通过传感器精确测量得到安装深度，便于控制。
68.第二隔距环与第三隔距环的安装过程为：在安装槽中涂刷防锈油膜，在隔距环的周向均匀施力将隔距环安装入安装槽中。
69.为便于隔距环的安装，本发明还提供一种隔距环安装工具，如图7、图8所示，隔距
环安装工具包括安装座4，安装座4上设有第二螺纹孔41和通孔42，第二螺纹孔41和通孔42的轴线相互平行，第二螺纹孔41中通过螺纹安装有推动螺杆5，通孔42中设有定位螺栓6；推动螺杆5的一端设有固定螺母14，固定螺母14与推动螺杆5固定连接，推动螺杆5的中部螺纹安装有定距螺母15，固定螺母14、定距螺母15和定位螺栓6的螺栓头均位于安装座4的同一侧。
70.安装隔距环时，利用主驱动的前端盖环上设置的用于安装夹紧环的螺纹孔，通过定位螺栓将多个本工具沿周向均匀安装在盖环的螺纹孔处，通过转动固定螺母，使推动螺杆向安装槽内伸入，推动螺杆端部将隔距环推入安装槽中，当定距螺母15与安装座4接触时，推动螺杆5无法继续转动，通过改变定距螺母在推动螺杆上的位置，可精确设定推入深度，多个本工具同时操作，能够快速、精确的安装隔距环，且隔距环不会歪斜；在进行la腔和oa腔的压力测试时，暂不取下隔距环安装工具，以保持密封圈的位置。
71.通过以上实施方式可以看出，本发明的有益效果在于，本方法能够在掘进地层中带压环境下实施，操作人员在主驱动机仓内进行安装，安全性强，逐一安装密封圈与隔距环，并在形成每个密封腔后对密封腔进行压力测试，密封腔测试与下一密封圈的安装交替进行，能够准确快速的发现问题并及时调整，避免了反复拆装排查，保证安装后的密封效果，巧妙利用盾构机所处的地下带压工作环境的压力进行测试，操作简单且更贴近实际工作的压力环境；将密封圈截断后可直接以条状形式从仓门穿入，在仓内重新对接，无需将主驱动前部拆开；本方法所需操作空间小，实施周期短，成本低，提高工程的整体效率；同时，本发明提供的密封圈安装工具和隔距环安装工具结构巧妙，能够快速、方便的安装调整密封圈和隔距环的位置，保证安装效果，提高安装效率。
72.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。