從德國引進的全斷面巖石掘進機（TBM），在西康鐵路秦嶺I線北口施工中，發(fā)生了罕見的主軸承潤滑系統(tǒng)污染主液壓系統(tǒng)的故障。故障發(fā)生時，里程為DK68＋295．48m，TBM的純掘進時間為2896．5h。故障發(fā)生起源是TBM在施工中發(fā)現(xiàn)主液壓系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)多處控制閥不動作，或時而動作時而不動作，液壓濾清器頻繁發(fā)生堵塞報警，迫使TBM自動停機、施工中斷。

1故障檢測及分析

為了準確判定故障原因，進行了多方面的油質(zhì)檢測和故障診斷工作。

（l）多次提取不同部位的主液壓系統(tǒng)的油樣，先后在西安和北京、蘭州等地油水檢測中心進行光譜、鐵譜分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)油樣含有大量的SIOZ顆粒和油質(zhì)發(fā)生變化。判斷可能是液壓系統(tǒng)內(nèi)進人了石粉和其它油品，但污染源究竟在什么部位，當時仍然在查找中。

（2）對、TBM主機的電氣控制元件進行了逐個檢測，未發(fā)現(xiàn)電氣控制元件有問題，參數(shù)及動作正常。

（3）對液壓元件進行了重點檢測，有個別元件還進行了拆檢，如4＃、5＃液壓泵，l＃、2＃皮帶機液壓馬達和一些控制閥。除了正常磨損外，在清潔的液壓系統(tǒng)中工作正常。

（4）為了準確尋找主液壓系統(tǒng)的污染源，對污染物可能進人液壓系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行了分析。污染物可能進人主液壓系統(tǒng)的環(huán)節(jié)有：

a、液壓管路被巖石砸破而處理不及時、不恰當；

b、與石碴有直接或間接接觸的液壓元件，如油箱的防塵蓋呼吸器、鋼拱架安裝系統(tǒng)、混凝土罐吊機系統(tǒng)、材料升降平臺系統(tǒng)、上部材料吊機系統(tǒng)、1＃與2＃皮帶機系統(tǒng)、主軸承潤滑系統(tǒng)的液壓馬達、護盾系統(tǒng)等。

2故障診斷與查找

經(jīng)過多方分析、查證，逐步將懷疑重點縮小至護盾系統(tǒng)和主軸承潤滑系統(tǒng)。理由是經(jīng)過3次主液壓系統(tǒng)的換油、濾油、試機（換油在一萬升以上），工作一段時間后，主液壓系統(tǒng)內(nèi)的油樣中仍有大量的SIOZ顆粒，主液壓系統(tǒng)的濾芯仍然頻繁堵塞，TBM自動停機，說明污染源一定在與石碴接觸頻繁且污染途徑暢通的位置。經(jīng)查護盾系統(tǒng)的油缸。油管、控制閥完好，可以排除，唯一的懷疑目標只有主軸承潤滑系統(tǒng)的液壓馬達，經(jīng)檢查主軸承的潤滑系統(tǒng)的齒輪油內(nèi)含有大量石粉顆粒，主軸承潤滑系統(tǒng)的濾清器嚴重堵塞。為了準確查清主軸承潤滑系統(tǒng)的污染物進人主液壓系統(tǒng)的原因，檢查了主軸承潤滑系統(tǒng)與主液壓系統(tǒng)的關(guān)系，兩者相連的部件只有液壓馬達。該液壓馬達與主軸承潤滑油泵通過一封閉的聯(lián)軸器相連，經(jīng)拆解該液壓馬達和油泵，密封已損壞，最終造成污染物通過這條途徑長驅(qū)直人主液壓系統(tǒng)。根據(jù)主軸承潤滑系統(tǒng)發(fā)生的現(xiàn)象及檢測、化驗、分析，我們對故障診斷如下：

（1）主軸承內(nèi)、外圈迷宮密封和內(nèi)、外圈各三道唇形密封均已破損；

（2）內(nèi)圈、外圈密封油脂量供給不足，也未形成連續(xù)的環(huán)形粉塵阻隔帶；

（3）掘進期間刀盤內(nèi)粉塵無阻擋地直人主軸承齒輪箱，從而使主軸承潤滑系統(tǒng)嚴重污染；

（4）由于主軸承潤滑系統(tǒng)的電傳感器已壞，又無配件更換，機械式報警裝置被坍落的巖石砸壞，不能正常報警，致使主軸承潤滑系統(tǒng)污染不能及時掌握、排除；

（5）由于主軸承潤滑系統(tǒng)污染時間較長，致使?jié)櫥捅煤鸵簤厚R達的密封破損，通過密閉的聯(lián)軸器腔，使已嚴重污染的齒輪油進人主液壓系統(tǒng)，引起嚴重的液壓系統(tǒng)故障。

3制定解決方案

這次故障的根源在于主軸承迷宮密封和唇形密封的失效，加之在隧道內(nèi)進行故障排除，工作難度相當大。我們制定了兩套解決方案。

方案一：不更換主軸承迷宮密封和唇形密封。

（1）更換主軸承潤滑系統(tǒng)的油泵和液壓馬達。改封閉聯(lián)軸器腔為下部開放式，以便解決串油問題；

（2）連通所有凡、凡油脂通道，視情況提高油脂泵的工作頻率；

（3）在密切監(jiān)測的前提下，增加濾油裝置，及時更換齒輪油；

（4）要求主軸承廠商和國內(nèi)軸承研究機構(gòu)及現(xiàn)場技術(shù)人員對主軸承進行全面檢測、檢查，并進行磨粒磨損分析，評估主軸承的剩余壽命。

此方案考慮到施工油耗、工程工期問題，若主軸承在剩余工程量的掘進過程不會發(fā)生致命故障，暫時解決問題。但是此方案以犧牲主軸承壽命為代價，并且對工程的工期冒有很大的風(fēng)險。

方案二：更換主軸承迷宮密封和唇形密封。

（1）在洞內(nèi)拆下刀盤和碴斗；

（2）使刀盤和主軸承脫開，并退讓出足夠的空間，進行主軸承迷宮密封和唇形密封的更換；

（3）在洞內(nèi)裝回碴斗和刀盤。

該方案是一種根本的解決辦法，但是時間長。技術(shù)難度大，在世界隧