土壓平衡盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)再制造技術(shù)探討

李廣旭/ LI Guang-xu

（中鐵隧道局集團(tuán)有限公司專用設(shè)備中心，河南 洛陽(yáng) 471000）

螺旋輸送機(jī)作為土壓平衡盾構(gòu)的核心組成部件之一，其具有較高價(jià)值和技術(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)。螺旋輸送機(jī)是盾構(gòu)掘進(jìn)出渣的主要設(shè)備，其再制造的質(zhì)量關(guān)系到整臺(tái)盾構(gòu)再制造質(zhì)量的好壞。本文以海瑞克?6 280系列土壓平衡盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)再制造過(guò)程為例，較為詳細(xì)地介紹了螺旋輸送機(jī)的再制造技術(shù)。

1 螺旋輸送機(jī)再制造工藝流程(圖1)

圖1 螺旋輸送機(jī)再制造工藝流程

2 螺旋輸送機(jī)拆解

一般盾構(gòu)的螺旋輸送機(jī)在再制造前皆為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，需對(duì)其進(jìn)行整體拆解，以便對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行檢測(cè)與再制造。

盾構(gòu)的螺旋輸送機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、減速機(jī)、關(guān)節(jié)軸承、螺旋軸及筒體構(gòu)成，根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)方式，一般采取以下拆解方案。

1）拆除驅(qū)動(dòng)裝置 拆除減速機(jī)與關(guān)節(jié)軸承連接法蘭面螺栓，將馬達(dá)與減速機(jī)整體拆除，再對(duì)馬達(dá)與減速機(jī)進(jìn)行分離，如圖2所示。

圖2 拆除驅(qū)動(dòng)裝置

2）分離螺旋軸與筒體 拆除關(guān)節(jié)軸承與筒體的連接螺栓，將螺旋軸與關(guān)節(jié)軸承整體水平拆出，如圖3所示。

3）螺旋軸與關(guān)節(jié)軸承分離 拆除螺旋軸尾部法蘭與關(guān)節(jié)軸承連接螺栓，如圖4所示。

4）筒體分離 依次拆除各筒體之間法蘭連接螺栓，其中第二節(jié)筒體為伸縮機(jī)構(gòu)，如圖5所示。

圖3 分離螺旋軸與筒體

圖4 分離螺旋軸與關(guān)節(jié)軸承

圖5 拆解各個(gè)筒體

3 螺旋輸送機(jī)部件檢測(cè)

螺旋輸送機(jī)經(jīng)過(guò)整體拆解后，各個(gè)部件應(yīng)先進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇怼Ｆ渲芯芘c小部件主要采取手工清洗與溶劑清洗的方式，較大結(jié)構(gòu)部件采取噴砂、噴丸的清洗方式進(jìn)行表面處理。在各部件經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻媲謇砗螅瑢?duì)各部件進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。

3.1 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)檢測(cè)

由于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)為液壓系統(tǒng)部件，屬于精密部件，一般需返廠進(jìn)行檢修，其檢測(cè)內(nèi)容包括外觀與內(nèi)部部件檢查。①外觀檢查包括檢查外表面有無(wú)裂紋、變形；檢查控制管路有無(wú)損傷；檢查進(jìn)出油口接口是否完好；檢查輸入輸出軸密封是否有滲漏等；②將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)拆解后，對(duì)其內(nèi)部部件進(jìn)行檢測(cè)，包括其主軸、缸體、軸承、斜盤、配油盤、回程盤、滑靴、柱塞、連接盤、控制裝置、殼體及密封件等部件，通過(guò)檢測(cè)其磨損程度，并根據(jù)廠家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，提出相應(yīng)的配件更換與修復(fù)方案。

3.2 減速機(jī)檢測(cè)

螺旋輸送機(jī)的減速機(jī)作為精密部件，一般委托專業(yè)廠家進(jìn)行檢修，其檢測(cè)內(nèi)容主要是對(duì)其內(nèi)部部件進(jìn)行檢測(cè)，包括其輸入與輸出端（法蘭、花鍵套等）、太陽(yáng)輪、齒圈、行星架、行星輪、軸承、密封件及其它附屬件等的檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)情況與廠家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出相應(yīng)的配件更換或修復(fù)方案。

3.3 關(guān)節(jié)軸承檢測(cè)

關(guān)節(jié)軸承的檢測(cè)主要對(duì)其外觀潤(rùn)滑接口完好程度及內(nèi)部部件進(jìn)行檢測(cè)。其內(nèi)部部件的檢測(cè)主要包括軸承圓柱滾子、滾道面的探傷檢測(cè)，密封與跑道的磨損情況檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果再?zèng)Q定配件的更換與修復(fù)。

3.4 螺旋軸檢測(cè)

依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸，對(duì)螺旋軸的螺旋葉片高度尺寸、葉片厚度尺寸及芯軸外徑尺寸進(jìn)行檢測(cè)，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)值相對(duì)比，一般認(rèn)為磨損量不應(yīng)超過(guò)10mm可進(jìn)行修復(fù)，否則，進(jìn)行新制。同時(shí)，由專業(yè)探傷人員對(duì)螺旋軸整體進(jìn)行著色與超聲波探傷檢測(cè)，主要對(duì)螺旋軸的表面和近表面裂紋缺陷進(jìn)行檢測(cè)以及對(duì)葉片、芯軸的對(duì)接焊縫缺陷進(jìn)行全面檢測(cè)，并出具檢測(cè)報(bào)告。

3.5 筒體檢測(cè)

筒體的檢測(cè)主要對(duì)各筒節(jié)的壁厚尺寸進(jìn)行檢測(cè)，磨損量一般按照不超過(guò)5mm進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)，還需對(duì)各筒體的法蘭止口、螺栓孔及耐磨層等部位的磨損情況進(jìn)行檢查，再根據(jù)檢查情況決定再制造方案。

4 螺旋輸送機(jī)再制造

根據(jù)螺旋輸送機(jī)各部件的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)各部件采取相應(yīng)的再制造措施。

4.1 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的再制造

主要根據(jù)檢修廠家的檢測(cè)結(jié)果與提供的檢修方案實(shí)施。一般的再制造措施為更換所有密封件，對(duì)磨損嚴(yán)重或超標(biāo)的軸承、柱塞、缸體等部件進(jìn)行換新，磨損較輕的部件（如回程盤、配油盤等）進(jìn)行表面修復(fù)。最后，廠家按照裝配工藝完成驅(qū)動(dòng)馬達(dá)重新組裝并進(jìn)行容積效率、變量特性及密封性能檢測(cè)，檢測(cè)合格后提供檢測(cè)報(bào)告。

4.2 減速機(jī)的再制造

根據(jù)檢修廠家的檢測(cè)結(jié)果與其提供的檢修方案實(shí)施。一般采取的再制造措施為更所有密封件、螺栓，對(duì)輸入輸出軸、太陽(yáng)輪、齒圈、行星架及行星輪等部件進(jìn)行表面修復(fù)，對(duì)游隙超標(biāo)或磨損較嚴(yán)重的軸承進(jìn)行更換。最后，檢修廠家按照裝配工藝完成減速機(jī)重新組裝并進(jìn)行空載測(cè)試，對(duì)箱體氣密性、噪音、振動(dòng)及溫升等進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后提供檢測(cè)報(bào)告。

4.3 關(guān)節(jié)軸承的再制造

主要根據(jù)其主要部件檢測(cè)情況決定再制造方案。通常會(huì)采取更換所有密封件（包括唇型密封和O型密封圈）及采用常溫冷態(tài)金屬重熔技術(shù)和可控堆焊技術(shù)對(duì)密封跑道進(jìn)行修復(fù)的再制造方案。若圓柱滾子與滾道面探傷發(fā)現(xiàn)較大缺陷，將對(duì)相應(yīng)部件進(jìn)行更換。

4.4 螺旋軸的再制造

依據(jù)其螺旋葉片、芯軸磨損情況及探傷情況進(jìn)行再制造。通常采取的再制造方案為更換螺旋葉片頂部的耐磨塊（一般采用NM500材質(zhì)），補(bǔ)焊芯軸與螺旋葉片迎渣面的耐磨層（一般采用耐磨焊絲焊接）。若探傷檢測(cè)螺旋軸存在較大缺陷，將對(duì)螺旋軸整體進(jìn)行更換。

4.5 螺旋輸送機(jī)的筒體再制造

主要根據(jù)其厚度磨損尺寸檢測(cè)情況進(jìn)行再制造，一般對(duì)筒壁厚度磨損量超過(guò)5mm的筒體，會(huì)委托螺旋輸送機(jī)專業(yè)制造廠家進(jìn)行新制，作為工況最為惡劣的第一節(jié)筒體被新制的概率最大。同時(shí)，根據(jù)對(duì)筒體的法蘭止口、耐磨層及螺栓孔等的檢查情況，一般采取止口缺口補(bǔ)焊打磨處理，耐磨層刨除重新焊接，螺栓孔采用相應(yīng)絲錐重新攻絲修復(fù)等方案措施。

其中，對(duì)伸縮機(jī)構(gòu)中的筒體壁厚磨損量未超過(guò)5mm的伸縮內(nèi)節(jié)筒體，可做180°旋轉(zhuǎn)繼續(xù)使用，但磨損面需補(bǔ)焊修復(fù)。在補(bǔ)焊其筒體內(nèi)表時(shí)，需在其內(nèi)部先焊接十字型撐筋，再根據(jù)實(shí)際磨損量進(jìn)行補(bǔ)焊，避免發(fā)生筒體受熱后應(yīng)力不均發(fā)生形變，且焊后的筒體壁厚與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)誤差不宜超過(guò)3mm，避免影響螺旋軸的裝配。

4.6 其它部件的再制造

螺旋輸送機(jī)的其它部件主要包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓油缸、后倉(cāng)門等部件。其中，液壓油缸需委托專業(yè)廠家檢測(cè)維修，檢測(cè)合格后，出具檢測(cè)報(bào)告；更換后倉(cāng)門的銅板、尼龍板、密封件等易損件，疏通潤(rùn)滑管路，更換注脂口，對(duì)倉(cāng)門部位磨損較少處進(jìn)行堆焊，磨損嚴(yán)重部位重新焊接鋼板，焊縫打磨處理，并重新機(jī)加密封槽。

5 裝配與調(diào)試

螺旋輸送機(jī)各部件經(jīng)過(guò)再制造后，按照設(shè)計(jì)圖紙要求，重新組裝與調(diào)試。

5.1 螺旋輸送機(jī)裝配過(guò)程

1）先將各筒體進(jìn)行組裝，緊固螺栓，并注意筒體之間的密封條安裝與筒體的安裝方向須與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一致。

2）將螺旋軸與裝配好的筒體進(jìn)行裝配，螺旋軸水平裝入筒體后，后端軸需露出第三節(jié)筒體1m左右。

3）將關(guān)節(jié)軸承總成與螺旋軸后端法蘭進(jìn)行連接，緊固螺栓后，用玻璃膠填充內(nèi)六角螺栓尾部，再將關(guān)節(jié)軸承與第三節(jié)筒體進(jìn)行螺栓安裝連接。

4）將減速機(jī)與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)依次通過(guò)螺栓安裝連接至螺旋輸送機(jī)的尾端，安裝過(guò)程注意花鍵齒的間隙配合，避免給齒部帶來(lái)?yè)p傷。

5）最后，將裝配完成的螺旋輸送機(jī)整體與盾構(gòu)的前中體進(jìn)行連接，其中與中盾連接為銷軸連接，與前盾連接為螺栓連接。并依照設(shè)計(jì)圖紙要求，安裝連接各管線路。

5.2 螺旋輸送機(jī)的調(diào)試

完成螺旋輸送機(jī)所有裝配，對(duì)其進(jìn)行空載調(diào)試，主要調(diào)試內(nèi)容如下。

1）螺旋軸的正反轉(zhuǎn)動(dòng)作是否正常，旋轉(zhuǎn)速度范圍為0～22rpm。

2）前后伸縮動(dòng)作是否正常，油缸行程范圍0～1 000mm。

3）前、后閘門控制與指示是否正常，限位檢測(cè)與聯(lián)鎖控制功能能否實(shí)現(xiàn)。

4）后閘門緊急關(guān)閉功能是否正常，一般緊急關(guān)閉時(shí)間不超過(guò)15s。

5）本地控制與遠(yuǎn)程控制切換功能及急停功能是否正常。

6 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)海瑞克?6 280系列土壓平衡盾構(gòu)螺旋輸送機(jī)再制造過(guò)程較為詳細(xì)地說(shuō)明，基本形成了一套螺旋輸送機(jī)再制造技術(shù)。通過(guò)該再制造技術(shù)的應(yīng)用可以降低盾構(gòu)再制造成本，提高再制造產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)，也能達(dá)到一定的節(jié)約資源和增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。