专利名称：全断面隧道掘进机主轴承多层密封结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及盾构机工程机械技术领域中的一种全断面隧道掘进机主轴承多 层密封结构。
背景技术：
目前，盾构机在施工过程中，由电机或液压马达通过主驱动来驱动刀盘旋 转实现对岩土的切削掘进。主轴承是盾构机刀盘驱动的核心部件之一，应该具 有高可靠性和长使用寿命。良好的密封系统是保障主轴承性能和安全使用寿命 的前提条件，如果在施工过程中，主轴承的密封出现问题，将造成主轴承润滑 油泄漏或泥水及渣土等进入主轴承或齿轮箱，给盾构施工带来不可估量的损失。 因此，研制一种全断面隧道掘进机主轴承多层密封结构一直是急待解决的新课 题。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过唇形密封圈与密封油脂及迷宫方式相结合的 主轴承内外圈密封结构。该结构构思新颖科学，工艺制造简单，在盾构施工过 程中，对主轴承进行密封保护安全可靠，从而保证主轴承的安全使用寿命。本发明的目的是这样实现的全断面隧道掘进机主轴承多层密封结构，整 个装置由刀盘支撑环、外密封圈压环、外密封圈隔套、唇形外密封圈、主轴承 外圈、主轴承内齿圈、转鼓、内密封圈压环、内密封圈隔套、唇形内密封圈组 成，主轴承在结构上分为主轴承外圈、主轴承内齿圈，在主轴承内齿圈及刀盘 支撑环之间为转鼓，内外圈之间为三排圆柱滚子，刀盘通过转鼓与主轴承内齿 圈用螺栓紧固连接，当主驱动中的小齿轮驱动主轴承内齿圈旋转时就会通过转 鼓带动刀盘旋转，主轴承内齿圈的齿形结构与主驱动中的小齿轮进行啮合传动， 在转鼓内外侧各设有一层密封，每层密封利用唇形外密封圈、唇形内密封圈通 过外密封圈隔套、内密封圈隔套隔成五道密封腔室，在刀盘支撑环与外密封圈 压环、内密封圈压环之间加工成迷宫式配合，构成迷宫式密封结构；该装置的 工作原理是，在盾构机掘进过程中，转鼓随主轴承外圈、主轴承内齿圈一起旋转来带动刀盘旋转，内外层密封各结构件不动，在各密封腔室中分别注入油脂， 这样在密封唇、油脂及迷宫的配合作用下本发明对盾构机主轴承实现了安全可 靠的密封保护。本发明的要点在于密封的工作原理及其密封结构设计。其工作原理是，在 盾构机掘进过程中，主驱动的小齿轮驱动主轴承的内齿圈旋转，内齿圈通过转 鼓来带动刀盘旋转。在转鼓及刀盘旋转的过程中，内外层密封各结构件不动， 在内外层密封各结构件及转鼓的内外侧存在间隙，唇形密封圈的唇边通过自身 的弹性压紧于转鼓侧面，这样就将转鼓内外侧的间隙分隔成五道密封腔室，工 作时各密封腔室中分别注入不同型号油脂，这样在密封唇、油脂及迷宫的配合 作用下本发明对盾构机主轴承实现了安全可靠的密封保护。密封的工作原理是 通过迷宫，唇形密封圈及润滑油脂相配合，在主驱动转鼓的内外侧转动缝隙处 形成多层密封来阻止泥水及开挖土渣等进入主轴承及齿轮箱。其产品结构的设 计原理是，在盾构机掘进过程中，转鼓随主轴承内齿圈一起旋转来带动刀盘旋 转，内外层密封各结构件不动，在各密封腔室中分别注入油脂，这样在密封唇、 油脂及迷宫的配合作用下本发明对盾构机主轴承实现了安全可靠的密封保护。全断面隧道掘进机主轴承多层密封结构与现有技术相比，具有唇形密封圈 与密封油脂及迷宫式密封结构相结合的主轴承内外圈密封结构，构思新颖科学， 工艺制造简单，在盾构施工过程中，对主轴承进行密封保护安全可靠，从而保 证主轴承的安全使用寿命等优点，将广泛地应用于盾构机工程机械技术领域中。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。图1是本发明的主轴承及内外层密封整体结构示意图。图2是本发明的唇形密封圈的结构示意图。图3是本发明的迷宫及内外层密封油脂注入通道指示图。
具体实施例方式参照附图，全断面隧道掘进机主轴承多层密封结构，整个装置由刀盘支撑环l、外密封圈压环2、外密封圈隔套3、唇形外密封圈4、主轴承外圈5、主轴承内齿圈6、转鼓7、内密封圈压环8、内密封圈隔套9、唇形内密封圈IO组成， 主轴承在结构上分为主轴承外圈5、主轴承内齿圈6，在主轴承内齿圈6及刀盘 支撑环1之间为转鼓7，内外圈之间为三排圆柱滚子，刀盘通过转鼓7与主轴承 内齿圈6用螺栓紧固连接，当主驱动中的小齿轮驱动主轴承内齿圈6旋转时就 会通过转鼓带动刀盘旋转，主轴承内齿圈6的齿形结构与主驱动中的小齿轮进 行啮合传动，在转鼓7内外侧各设有一层密封，每层密封利用唇形外密封圈4、 唇形内密封圈10通过外密封圈隔套3、内密封圈隔套9隔成五道密封腔室，在 刀盘支撑环1与外密封圈压环2、内密封圈压环8之间加工成迷宫式配合，构成 迷宫式密封结构。该装置的工作原理是，在盾构机掘进过程中，转鼓7随主轴 承外圈5、主轴承内齿圈6 —起旋转来带动刀盘旋转，内外层密封各结构件不动， 在各密封腔室中分别注入油脂，这样在密封唇、油脂及迷宫的配合作用下本发 明对盾构机主轴承实现了安全可靠的密封保护。对本发明的实施加以详细描述，内外层密封的每个腔室在环形圆周上都分 别设有4-7个油脂或润滑油注入通道，工作时在内外层密封的腔室①内要连续 的注入高粘度特种压力油脂，在压力作用下该油脂沿内外层迷宫缝隙在迷宫开 口处与刀盘侧切削下来的土渣或泥水形成压力平衡，将渣土及泥水阻挡在外， 使之不会沿转鼓两侧缝隙进入主轴承及齿轮箱。在腔室②及③中注入中等粘度 的油脂，同时对油脂进行监测，若发现第一道密封唇有泄漏(腔室②中的油脂 混有高粘度特种油脂)，这时要停止向腔室②内注入中等粘度油脂，而让腔室② 与①共同取代原腔室的作用。腔室④内一般用液压油进行冲洗润滑，同时也起 到密封冷却作用。腔室⑤定期用液压油冲洗润滑。靠近主轴承侧的第五道唇形 密封圈的安装方向与前几道密封方向相反，它用来对主轴承及齿轮箱内的润滑 油进行密封，防止主轴承及齿轮的润滑油外泄。从以上的分析可以看出本发明 的密封结构针对主轴承滚子及内齿圈，实现了多层密封保护，可以确保盾构机 主轴承的安全使用寿命。
权利要求
1、一种全断面隧道掘进机主轴承多层密封结构，整个装置由刀盘支撑环、外密封圈压环、外密封圈隔套、唇形外密封圈、主轴承外圈、主轴承内齿圈、转鼓、内密封圈压环、内密封圈隔套、唇形内密封圈组成，其特征在于主轴承在结构上分为主轴承外圈、主轴承内齿圈，在主轴承内齿圈及刀盘支撑环之间为转鼓，内外圈之间为三排圆柱滚子，刀盘通过转鼓与主轴承内齿圈用螺栓紧固连接，当主驱动中的小齿轮驱动主轴承内齿圈旋转时就会通过转鼓带动刀盘旋转，主轴承内齿圈的齿形结构与主驱动中的小齿轮进行啮合传动，在转鼓内外侧各设有一层密封，每层密封利用唇形外密封圈、唇形内密封圈通过外密封圈隔套、内密封圈隔套隔成五道密封腔室，在刀盘支撑环与外密封圈压环、内密封圈压环之间加工成迷宫式配合，构成迷宫式密封结构。
2、 如权利要求l所述的全断面隧道掘进机主轴承多层密封结构，其特征在 于该装置的工作原理是，在盾构机掘进过程中，转鼓随主轴承外圈、主轴承 内齿圈一起旋转来带动刀盘旋转，内外层密封各结构件不动，在各密封腔室中 分别注入油脂，这样在密封唇、油脂及迷宫的配合作用下本发明对盾构机主轴 承实现了安全可靠的密封保护。
全文摘要
一种应用于盾构机工程机械技术领域中电站行业中的全断面隧道掘进机主轴承多层密封结构，由刀盘支撑环、外密封圈压环、外密封圈隔套、唇形外密封圈、主轴承外圈、主轴承内齿圈、转鼓、内密封圈压环、内密封圈隔套、唇形内密封圈组成，主轴承在结构上分为主轴承外圈、主轴承内齿圈，主轴承外圈、主轴承内齿圈之间为转鼓，主轴承内齿圈的齿形结构与主驱动中的小齿轮进行啮合传动，在转鼓内外侧各设有一层密封，每层密封利用唇形外密封圈、唇形内密封圈通过外密封圈隔套、内密封圈隔套隔成五道密封腔室，在刀盘支撑环与外密封圈压环、内密封圈压环之间加工成迷宫式配合，构成迷宫式密封结构。该装置构思新颖科学，工艺制造容易，对主轴承进行密封保护安全可靠，保证主轴承的安全使用寿命。
文档编号F16J15/16GK101280847SQ20071015913
公开日2008年10月8日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者宋协春, 宋连国, 邓立营, 马汉春, 高伟贤 申请人:沈阳重型机械集团有限责任公司