隧道掘进机（TBM）主轴承系统的状态检测技术探讨

吴国梁

（北方重工集团有限公司工程成套分公司，辽宁 沈阳 110141）

隧道掘进机（TBM）主轴承系统的状态检测技术探讨

吴国梁

（北方重工集团有限公司工程成套分公司，辽宁 沈阳 110141）

本文从隧道掘进机（TBM）主轴承系统状态检测技术检测目的入手，对技术方案设计进行了简要分析，并从技术检测周期、技术检测标准、技术诊断措施三个方面分析了隧道掘进机（TBM）主轴承系统状态检测技术的关键要素。

隧道掘进机；TBM主轴承系统；状态检测；技术

TBM是全断面隧道掘进机的简称，在隧道施工项目上应用的非常广泛，整体项目处理能力和管控结构都具有一定的设备优势。集复杂化、自动化以及精密化于一身，其中主轴承系统是决定整个设备运行效果和实际发展结构的重要组件之一。在掘进机工作开始之后，设备管理人员要针对设备的施工进度、设备运行情况等参数进行集中管控，并且使保养方案能有序进行。

1 隧道掘进机（TBM）主轴承系统状态检测目的

在实际设备管理过程中，技术人员要针对具体问题进行集中管控，设定有效的检测方案和检测控制系统，才能进一步推动整个施工项目的良性发展。全断面隧道掘进机（TBM）主轴承系统状态检测技术主要是为了能更加精准地了解轴承的运行状态，并对能够根据实时监测数据对其出现的问题给予相应处理。只有在不断摸索和状态检测的过程中，才能有效的了解设备的磨损规律，针对可能出现的问题和迹象进行深度管控，做到预防为主，正确的判断设备故障从而及时选取维修技术。

2 隧道掘进机（TBM）主轴承系统状态检测技术方案设计

一方面主要是对主轴承进行监测，在监测方案运行过程中，技术人员要对主轴承的监测难点和关键要素进行集中梳理，并对施工现场的实际条件等因素进行处理和综合管控，确保管理效果贴合实际需求。首先要对润滑系统进行集中监测，主要是利用温度对润滑油的实际冷却情况进行优化和整合，并且要借助电子检测元件对滤油器的堵塞程度进行检测，从而保证分析结构呈现出动态化和规范化的项目优势，严格监督油品自本身的粘度、清洁度、水分等参数，为隧道掘进机（TBM）主轴承系统运行提供最基本的物质保证。其次，要对磨损进行综合分析，主要是对轴承的磨损程度进行综合分析，并集中处理清洁度分析和理化指标的现场分析数值，集中对磨损监测项目进行优化升级。在实际管理过程中，直读式铁谱分析数值和分析式铁谱分析数值能够对磨损故障的部位、严重程度、发展趋势及产生的原因进行精密分析和监测，提升整体主轴承结构的运行效率。再次，要借助振动信号对轴承元件的损坏程度进行分析和处理，并定期对轴承的轴向间隙磨损程度集中检测。最后，要利用工业内窥镜对轴承内不同元件的磨损情况进行深度分析和集中处理，优化传感器和地面站的运行效率，实现定期监测。

另一方面要有效检测主轴承的密封情况，主要是借助日常维护工作对迷宫式密封处液体流动情况等材料进行综合解析，并集中对油质结构进行系统调整，确保不会出现灰尘、水等物质侵入的现象，从而定期进行油质分析操作，也是间接测量密封性的方式。特别要注意的是，要保证每半个月对油样进行光谱分析，集中检测其中Si和Al的实际含量。

3 隧道掘进机（TBM）主轴承系统状态检测技术关键要素

3.1 检测周期

在检测周期判断过程中，第一，要保证每天都对油质的实际情况进行集中观察和综合分析，若是发现问题就要尽快分析原因，从而确定有效的处理方案。第二，要定期对现场的油质进行综合分析，主要对其油质的清洁度以及理化指标进行检测，在参数结构和数据分析基础上，对整体隧道掘进机（TBM）主轴承系统状态进行汇总，保障润滑油等物质的良好状态，并针对具体问题进行换油操作。第三，要每15天进行一次光谱分析，主要是利用直读式铁谱分析和分析式铁谱分析，只有数据参数的稳定，才能一定程度上保证整个工程项目的运行质量，确保隧道掘进机（TBM）主轴承系统良好。第四，相关技术人员要根据实际需求，对相关运行结构的系统进行测试，并对主轴承实行在线实时监督，从而提高问题的纠察时限，更好的辅助隧道掘进机（TBM）主轴承系统的优化运行。第五，项目管理人员要利用工业内窥镜对其进行管控，保证时间的固定性，对电涡流进行系统化检测。

3.2 诊断标准

第一，要利用绝对判断标准对其进行监督和管理。主要是要求对设备的同一个部位按照相关要求进行表征状态值和判断标准进行系统化管控，从而对隧道掘进机（TBM）主轴承系统的整体状态进行判断，保证技术要求和系统需求能够符合标准。在隧道掘进机（TBM）主轴承系统技术材料中，一些元器件的运转性有具体的数值参数，其中润滑泵要求180L/min，工作压力要在0.5～0.7MPa之间，且正常情况下内部元件福斯CLP460的运行温度要在70℃以下，且警戒温度要70～90℃之间，若是温度超过90℃，则需要判定是否需要换油。除此之外，还要对隧道掘进机（TBM）主轴承系统中不同油品的参数进行集中分析和综合测定，其中液压油为B20，齿轮油为福斯CLP460，主轴承的密封脂是LAW25等，并保证脂泵常规压力在0.5～0.7MPa之间。第二，要利用相对判断标准对其进行监督和管理。主要是针对设备的同一个部位进行量值的系统化测定，在测量对比系统中，将设备的初始状态设计为初始数值，然后按照时间节点的顺序对其进行分段，并对不同时间段内的设备运行性能参数进行标注，主要包括隧道掘进机（TBM）主轴承系统中设备的振动参数、冲击力、适宜工作温度/压力、设备流量等，并对油品的参数进行系统化分析，主是污染度、粘度、清洁度、水分含量等。另外，设备检测人员要对整体隧道掘进机（TBM）主轴承系统进行测定，并对主轴承间隙测量进行测量，特别要在隧道掘进机（TBM）主轴承系统组装结束后，设备运行之前，以此状态数据为原始数据，确保能对轴承损坏程度等参数进行对比管控，当间隙累积到1.7mm时，就要对隧道掘进机（TBM）主轴承系统进行修复，若是问题较为严重就要进行及时更换，减少由于磨损导致的设备不良问题。

3.3 诊断措施

第一，在进行实际抽样分析的过程中，要对铁谱分析和光谱分析进行重点关注，确保两者能够为隧道掘进机（TBM）主轴承系统磨损状态的测定提供有效的信息数据。一方面，铁谱分析主要是在设备完整运行状态下进行测定，是对磨合阶段、常规化磨损阶段以及剧烈磨损阶段的检测，运行动态化测定的方式，并结合三线控制对整体系统的运行结构和基本参数系统进行分析。特别要注意的是，三线主要包括正常线、警告线以及危险线，能够为不同磨损状态提供不同的参数数据。另一方面，光谱分析也是对三线数值进行测定，对磨损元素等浓度值进行集中测定，并保证基线数值，利用线性回归的测定方式对样本数值进行拟合分析。第二，在进行电涡流测试时，主要是对主轴承内线圈进行电涡流传感结构分析，要保证滚道线圈的实际传输信号有效输出，并且保证接口阻抗数值。若是数值检测结果偏大，说明隧道掘进机（TBM）主轴承系统内部滚道结构出现了损坏，相关技术人员要针对其问题进行及时处理。另外，滚道信号接口阻抗为6Ω，此时设备依旧可以使用，要保证电涡流传感器的信号接口能在连接螺栓的第一象限和第四象限的分界区域。第三，在进行内窥镜测试时，主要是利用内窥镜检测系统，在隧道掘进机（TBM）主轴承系统正上方设置窥镜孔，重点对齿圈以及设备中的滚道等进行及时观测和分析。针对具体问题进行具体分析，并且建立有效的系统处理方案和管控系统，确保整体运行结构和运行参数贴合实际需求以及隧道掘进机（TBM）主轴承系统的长期运行要求。第四，要对轴承轴向间隙进行重点测量，管理人员要针对检测工具的精度进行分析和甄别，保证精度控制在0.01毫米左右。不仅要调整隧道掘进机（TBM）主轴承系统刀盘的位置，同时保证其在测量过程中，相关刀具滚子结构符合参数要求，并对隧道掘进机（TBM）主轴承系统的密封结构进行甄别和检测。除此之外，要对磁座的百分表进行系统化分析，确保刻度刀结构等元件能得到集中测量。

4 结语

总之，在对隧道掘进机（TBM）主轴承系统检测技术进行系统化分析的过程中，要保证能实现连续监测，从而提升整体设备的运行水平和运行效果，切实维护设备的常规化运行要求，及时对系统的异常情况进行系统化判定，从而有效的处理相关故障问题，进一步对设备进行预防和维修。只有从根本上提高整体隧道掘进机（TBM）主轴承系统的检测效果，才能更好的实现隧道施工工程的连续性。

[1]龚秋明，赵坚，张喜虎等.岩石隧道掘进机的施工预测模型[J].岩石力学与工程学报，2014,23(z2):4709～4714.

[2]肖亚勋，冯夏等.深埋隧洞极强岩爆段隧道掘进机半导洞掘进岩爆风险研究[J].岩土力学，2013,32(10):3111～3118.

U455.31

A

1671-0711（2017）03（上）-0084-02