[发明专利]一种盾构机主轴承密封压力控制方法

说明书

技术领域

本发明专利属于隧道工程施工装备领域，具体涉及一种盾构机主轴承密封控制系统。

背景技术

当前盾构机主轴承密封均采用多道唇形密封的形式，利用唇形密封圈将主轴承内外密封腔分割成多道相对独立的密封腔。第一道密封腔是开放的，与盾构机渣土仓相通，该道密封腔注入HBW油脂，利用油脂不断往外泄漏流动将渣土仓的渣土（泥水）阻挡住，防止其进入密封腔损坏密封结构。第二道密封腔注入EP2油脂起到密封润滑作用。盾构机在安装调试时，会根据具体工程的水土压力设定各密封腔的压力，并保证第二道密封腔压力小于第一道密封腔，以形成压力差，保证第一道唇形密封圈良好的密封状态。

在盾构机掘进过程中，由于地质条件、隧道线位的变化，盾构机渣土仓的压力是不断变化的。当前的主轴承密封供油方式是通过供油管路周期性的定量的向密封腔供油，出油口的压力通过安全阀来控制，由于安全阀的压力是事先调试好的，无法随着渣土仓压力的变化而变化。当地层条件好，自稳能力强的时候，渣土仓压力较小，此时第一道在设定压力下供HBW油脂会造成油脂消耗量较大，同时此时油脂流动过快，会造成第一道密封腔压力不稳，与第二道密封腔形成的压力差也不稳定，影响第一道唇形密封圈的密封状态；当地层条件不好，自稳能力较差，尤其是水下隧道，当地层被高压水贯通时，渣土仓的压力较大，此时第一道密封腔在设定压力供HBW油脂，引起渣土或泥水灌入的机率就比较高，影响密封效果和密封圈的使用寿命。这种基于开环控制原理的供油方式不能适应盾构机渣土仓的压力变化，难以保证良好的密封状态。

盾构施工过程中，若主轴承密封效果不好，将直接影响主轴承的使用寿命，给施工带来巨大的风险。因此，提高盾构机主轴承密封系统的适应能力，是保证盾构隧道，尤其是大埋深、高水压、长距离盾构隧道安全、顺利施工的关键。

发明内容

本发明针对现有技术存在现有盾构机主轴承密封控制系统存在的不适应地层压力变化的问题，提出一种盾构机主轴承密封控制系统。

本发明的技术方案是：一种盾构机主轴承密封压力控制方法，包括盾构机控制系统、HBW油脂油路和EP2油脂油路，该密封控制方法包括以下步骤：

步骤一：在盾构机系统的控制程序中设定ΔP₁和ΔP₂，其中ΔP₁为先导式比例减压阀的压力与渣土仓压力差值，其中ΔP₂为第一道密封腔和第二道密封腔之间的压力差值，ΔP₁ >ΔP₂，且ΔP₁ 和ΔP₂不等0；

步骤二：盾构机控制系统采集渣土仓的压力P₀ ；

步骤三：盾构机系统利用控制程序设定盾构机主轴承第一道密封腔HBW油脂压力P₁=P₀+ΔP₁ ，将HBW油脂压力与土舱的压力P₁ 关联起来，P₀为渣土仓压力，P₁为先导式比例减压阀的压力；

步骤四：盾构机系统利用控制程序设定盾构机主轴承第二道密封腔EP2油脂压力P₂=P₁-ΔP₂ ，将EP2油脂压力与渣土仓的压力P₁ 也关联起来，确保第一道密封腔和第二道密封腔之间有相对稳定的压力差，其中P₂为第二道密封腔压力为值。