TBM主机设备的维护保养研究

张汉卿

【摘要】TBM作为一种具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点的施工设备，在硬质地层开挖的工程施工中的利用迅猛增長。本文对TBM主机设备的维护保养进行了分析，保证了IBM的良好运行状态。

【关键词】IBM；主机；维护保养

TBM主机是一种大型、复杂的机械设备，由多个系统组成。TBM主机是IBM法隧洞开挖施工的关键设备，IBM的工作状态直接影响开挖施工的进度，TBM主机系统组成复杂、维护保养要求高，因此，如何加强TBM主机的维护保养工作，是施工单位应该重点研究的问题。

一、TBM主机的结构

（一）刀盘

刀盘针对工程地质条件设计，为封闭面板式箱型结构，盘型滚刀采用背装式，刀具更换在刀盘里进行，保证了换刀的安全。刀盘设计分为两块，以便于运输。刀盘与刀具均采用很好的耐磨设计，以保证刀盘在硬岩掘进时的耐磨性能。刀盘开挖直径应满足TBM最小标定掘进直径的要求，刀盘上安装中心刀、正滚刀、超挖刀等各类型刀具，刀具根据地质条件进行合理的选型和配置。刀盘偏心布置，增大了隧洞拱顶的开挖直径，为TBM快速通过围岩变形区预留了变形量。刀盘设计了液压式刀具磨损自动检测系统，使刀具磨损量能被监控，以保证刀盘不因刀具超量磨损、损坏而遭到严重磨损或损坏。

（二）刀盘驱动系统

刀盘驱动方式为变频驱动，刀盘可以双向旋转，顺时针旋转为掘进出渣方向，在换刀和脱困时反向旋转。刀盘转速可以根据不同的地质条件以及由PLC控制系统支持的驱动模式而相应改变。

（1）主轴承。主轴承采用大直径、高承载力、长寿命的三轴式设计，轴承内圈带有内齿圈。双轴承支座驱动小齿轮与内齿圈啮合，支承稳固的驱动齿轮可最大限度地减小齿轮的磨损，主轴承与大齿圈设计寿命均超过1.5万h。驱动小齿轮和减速器、变频电机连于一体，结构紧凑。（2）主轴承密封。主轴承密封包括外密封和内密封两套密封系统。内外密封系统均由带有迷宫环的三道唇形密封组成。（3）主驱动润滑。主轴承和驱动装置采用强制式循环系统进行润滑，润滑系统与主驱动连锁，并先于主驱动启动，当润滑系统出现故障不能启动或停止运行时，刀盘将无法转动。主轴承润滑油与齿轮箱润滑油的循环管路相互隔离，以防止齿轮磨损的颗粒进入主轴承。所有润滑油液均流入驱动部件的油槽底部，过滤后回到循环系统中。循环系统中设置有传感器以监测润滑油的压力、流量和温度。

二、TBM主机的维护

（一）维护保养人员的职责

（1）主管技术负责人全面负责IBM的使用、管理、维护和保养，主持TBM技术室的日常工作；组建技术管理体系。通过不断的调查和现场反馈，逐步修改和健全各项规章；定期召集由工班长、主管工程师、业务主管参加的技术会议，发现问题及时决策，妥善处理。（2）相关机、电工程师负责编制、指导、检查和落实保养计划以及设备的日常检测计划；探索部件的磨损趋势，掌握配件的消耗规律，收集、整理并上报保养、监测工作的执行情况；涉及设备异常和机械故障等重大事项，及时做出处理方案并组织实施。（3）工班长具体负责保养措施和各项规章制度的落实，合理调配保养人员，提出保养工作的具体实施意见，及时反馈本工班发现的问题和改进意见；认真填写各种报表。（4）专业工程师按照主机、连接桥和后配套分片负责，定人、定机械、定时间、定任务提拱技术指导，率领本组人员按时安全完成保养任务；及时填写和上报相应的报表；制定出所辖范围内符合部件消耗规律的原材料、备件计划以及所用工具计划，及时填补库存，以确保工作的延续性。

三、TBM主机的保养

（一）检查

（1）外观检查。IBM设备保养前，专业工程师应对其所负责的设备进行外观检查，检查相对运动面是否有损伤，主要结构、部件表面是否有砸伤、裂纹，螺栓是否有松动、脱落现象；传感器是否松动或断线；液压管路是否漏油；阀块安装是否牢固；油管接头是否损伤等。（2）功能检查。应尽可能在外观检查的同时对执行机构进行功能检查，如各类机械动作是否正常、钢拱架安装机构是否能准确执行动作等。（3）油位和滤芯堵塞情况检查。每班检查液压系统或润滑系统的油箱、回转马达、变速箱等带有油位指示的部位，观察带有滤芯堵塞指示的所有油滤清器，根据需要及时更换。

（二）清洁

（1）设备操作员负责对其分管设备的操作手柄、仪表、观察窗等外观表面和环境进行清洁。（2）为防止油封损伤和精密表面损伤，要保持TBM的油缸表面、精密导轨面、仪表表面、显示窗表面、需要拆卸部位的表面和油嘴的清洁；不得存在锈斑、油污、泥水，清理后涂抹少量润滑脂；必要时采取防水、防砸、防锈、防尘等措施，尤其是主机上各液压分配阀、操纵阀和信号电缆的保护。（3）为防止各结构件由于落石淤塞造成挤压变形，进而造成旋转件同心度的破坏、托板下坠或固定螺栓折断，应及时冲洗各死角及滑轨面的碎石、淤泥。（4）每班要冲洗除尘器内滤网，并冲洗风道内积尘。

在IBM法施工过程中，通过对TBM主机的维护，可及时发现并预防可能出现的故障。同时，定期对刀具、润滑和液压等系统的保养，使TBM保持良好工作的状态，以保证工程的施工进度。