隧道掘進機（TBM）主軸承系統的狀態檢測技術探討

吳國梁

（北方重工集團有限公司工程成套分公司，遼寧 沈陽 110141）

隧道掘進機（TBM）主軸承系統的狀態檢測技術探討

吳國梁

（北方重工集團有限公司工程成套分公司，遼寧 沈陽 110141）

本文從隧道掘進機（TBM）主軸承系統狀態檢測技術檢測目的入手，對技術方案設計進行了簡要分析，并從技術檢測周期、技術檢測標準、技術診斷措施三個方面分析了隧道掘進機（TBM）主軸承系統狀態檢測技術的關鍵要素。

隧道掘進機；TBM主軸承系統；狀態檢測；技術

TBM是全斷面隧道掘進機的簡稱，在隧道施工項目上應用的非常廣泛，整體項目處理能力和管控結構都具有一定的設備優勢。集復雜化、自動化以及精密化于一身，其中主軸承系統是決定整個設備運行效果和實際發展結構的重要組件之一。在掘進機工作開始之后，設備管理人員要針對設備的施工進度、設備運行情況等參數進行集中管控，并且使保養方案能有序進行。

1 隧道掘進機（TBM）主軸承系統狀態檢測目的

在實際設備管理過程中，技術人員要針對具體問題進行集中管控，設定有效的檢測方案和檢測控制系統，才能進一步推動整個施工項目的良性發展。全斷面隧道掘進機（TBM）主軸承系統狀態檢測技術主要是為了能更加精準地了解軸承的運行狀態，并對能夠根據實時監測數據對其出現的問題給予相應處理。只有在不斷摸索和狀態檢測的過程中，才能有效的了解設備的磨損規律，針對可能出現的問題和跡象進行深度管控，做到預防為主，正確的判斷設備故障從而及時選取維修技術。

2 隧道掘進機（TBM）主軸承系統狀態檢測技術方案設計

一方面主要是對主軸承進行監測，在監測方案運行過程中，技術人員要對主軸承的監測難點和關鍵要素進行集中梳理，并對施工現場的實際條件等因素進行處理和綜合管控，確保管理效果貼合實際需求。首先要對潤滑系統進行集中監測，主要是利用溫度對潤滑油的實際冷卻情況進行優化和整合，并且要借助電子檢測元件對濾油器的堵塞程度進行檢測，從而保證分析結構呈現出動態化和規范化的項目優勢，嚴格監督油品自本身的粘度、清潔度、水分等參數，為隧道掘進機（TBM）主軸承系統運行提供最基本的物質保證。其次，要對磨損進行綜合分析，主要是對軸承的磨損程度進行綜合分析，并集中處理清潔度分析和理化指標的現場分析數值，集中對磨損監測項目進行優化升級。在實際管理過程中，直讀式鐵譜分析數值和分析式鐵譜分析數值能夠對磨損故障的部位、嚴重程度、發展趨勢及產生的原因進行精密分析和監測，提升整體主軸承結構的運行效率。再次，要借助振動信號對軸承元件的損壞程度進行分析和處理，并定期對軸承的軸向間隙磨損程度集中檢測。最后，要利用工業內窺鏡對軸承內不同元件的磨損情況進行深度分析和集中處理，優化傳感器和地面站的運行效率，實現定期監測。

另一方面要有效檢測主軸承的密封情況，主要是借助日常維護工作對迷宮式密封處液體流動情況等材料進行綜合解析，并集中對油質結構進行系統調整，確保不會出現灰塵、水等物質侵入的現象，從而定期進行油質分析操作，也是間接測量密封性的方式。特別要注意的是，要保證每半個月對油樣進行光譜分析，集中檢測其中Si和Al的實際含量。

3 隧道掘進機（TBM）主軸承系統狀態檢測技術關鍵要素

3.1 檢測周期

在檢測周期判斷過程中，第一，要保證每天都對油質的實際情況進行集中觀察和綜合分析，若是發現問題就要盡快分析原因，從而確定有效的處理方案。第二，要定期對現場的油質進行綜合分析，主要對其油質的清潔度以及理化指標進行檢測，在參數結構和數據分析基礎上，對整體隧道掘進機（TBM）主軸承系統狀態進行匯總，保障潤滑油等物質的良好狀態，并針對具體問題進行換油操作。第三，要每15天進行一次光譜分析，主要是利用直讀式鐵譜分析和分析式鐵譜分析，只有數據參數的穩定，才能一定程度上保證整個工程項目的運行質量，確保隧道掘進機（TBM）主軸承系統良好。第四，相關技術人員要根據實際需求，對相關運行結構的系統進行測試，并對主軸承實行在線實時監督，從而提高問題的糾察時限，更好的輔助隧道掘進機（TBM）主軸承系統的優化運行。第五，項目管理人員要利用工業內窺鏡對其進行管控，保證時間的固定性，對電渦流進行系統化檢測。

3.2 診斷標準

第一，要利用絕對判斷標準對其進行監督和管理。主要是要求對設備的同一個部位按照相關要求進行表征狀態值和判斷標準進行系統化管控，從而對隧道掘進機（TBM）主軸承系統的整體狀態進行判斷，保證技術要求和系統需求能夠符合標準。在隧道掘進機（TBM）主軸承系統技術材料中，一些元器件的運轉性有具體的數值參數，其中潤滑泵要求180L/min，工作壓力要在0.5～0.7MPa之間，且正常情況下內部元件福斯CLP460的運行溫度要在70℃以下，且警戒溫度要70～90℃之間，若是溫度超過90℃，則需要判定是否需要換油。除此之外，還要對隧道掘進機（TBM）主軸承系統中不同油品的參數進行集中分析和綜合測定，其中液壓油為B20，齒輪油為福斯CLP460，主軸承的密封脂是LAW25等，并保證脂泵常規壓力在0.5～0.7MPa之間。第二，要利用相對判斷標準對其進行監督和管理。主要是針對設備的同一個部位進行量值的系統化測定，在測量對比系統中，將設備的初始狀態設計為初始數值，然后按照時間節點的順序對其進行分段，并對不同時間段內的設備運行性能參數進行標注，主要包括隧道掘進機（TBM）主軸承系統中設備的振動參數、沖擊力、適宜工作溫度/壓力、設備流量等，并對油品的參數進行系統化分析，主是污染度、粘度、清潔度、水分含量等。另外，設備檢測人員要對整體隧道掘進機（TBM）主軸承系統進行測定，并對主軸承間隙測量進行測量，特別要在隧道掘進機（TBM）主軸承系統組裝結束后，設備運行之前，以此狀態數據為原始數據，確保能對軸承損壞程度等參數進行對比管控，當間隙累積到1.7mm時，就要對隧道掘進機（TBM）主軸承系統進行修復，若是問題較為嚴重就要進行及時更換，減少由于磨損導致的設備不良問題。

3.3 診斷措施

第一，在進行實際抽樣分析的過程中，要對鐵譜分析和光譜分析進行重點關注，確保兩者能夠為隧道掘進機（TBM）主軸承系統磨損狀態的測定提供有效的信息數據。一方面，鐵譜分析主要是在設備完整運行狀態下進行測定，是對磨合階段、常規化磨損階段以及劇烈磨損階段的檢測，運行動態化測定的方式，并結合三線控制對整體系統的運行結構和基本參數系統進行分析。特別要注意的是，三線主要包括正常線、警告線以及危險線，能夠為不同磨損狀態提供不同的參數數據。另一方面，光譜分析也是對三線數值進行測定，對磨損元素等濃度值進行集中測定，并保證基線數值，利用線性回歸的測定方式對樣本數值進行擬合分析。第二，在進行電渦流測試時，主要是對主軸承內線圈進行電渦流傳感結構分析，要保證滾道線圈的實際傳輸信號有效輸出，并且保證接口阻抗數值。若是數值檢測結果偏大，說明隧道掘進機（TBM）主軸承系統內部滾道結構出現了損壞，相關技術人員要針對其問題進行及時處理。另外，滾道信號接口阻抗為6Ω，此時設備依舊可以使用，要保證電渦流傳感器的信號接口能在連接螺栓的第一象限和第四象限的分界區域。第三，在進行內窺鏡測試時，主要是利用內窺鏡檢測系統，在隧道掘進機（TBM）主軸承系統正上方設置窺鏡孔，重點對齒圈以及設備中的滾道等進行及時觀測和分析。針對具體問題進行具體分析，并且建立有效的系統處理方案和管控系統，確保整體運行結構和運行參數貼合實際需求以及隧道掘進機（TBM）主軸承系統的長期運行要求。第四，要對軸承軸向間隙進行重點測量，管理人員要針對檢測工具的精度進行分析和甄別，保證精度控制在0.01毫米左右。不僅要調整隧道掘進機（TBM）主軸承系統刀盤的位置，同時保證其在測量過程中，相關刀具滾子結構符合參數要求，并對隧道掘進機（TBM）主軸承系統的密封結構進行甄別和檢測。除此之外，要對磁座的百分表進行系統化分析，確?？潭鹊督Y構等元件能得到集中測量。

4 結語

總之，在對隧道掘進機（TBM）主軸承系統檢測技術進行系統化分析的過程中，要保證能實現連續監測，從而提升整體設備的運行水平和運行效果，切實維護設備的常規化運行要求，及時對系統的異常情況進行系統化判定，從而有效的處理相關故障問題，進一步對設備進行預防和維修。只有從根本上提高整體隧道掘進機（TBM）主軸承系統的檢測效果，才能更好的實現隧道施工工程的連續性。

[1]龔秋明，趙堅，張喜虎等.巖石隧道掘進機的施工預測模型[J].巖石力學與工程學報，2014,23(z2):4709～4714.

[2]肖亞勛，馮夏等.深埋隧洞極強巖爆段隧道掘進機半導洞掘進巖爆風險研究[J].巖土力學，2013,32(10):3111～3118.

U455.31

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1671-0711（2017）03（上）-0084-02