地下连续墙成槽机导轮装置密封改进及应用

Improving Application Of Guide Wheel Sealing Device Of Trench

Cutting Re-mixing Deep Wall Method Machine

辽宁抚挖重工机械股份有限公司 王本毅/WANG Benyi

摘　要：地下连续墙成槽机在使用过程中，导轮装置始终要埋在地下连续不停的高负荷运转。一套可靠的密封装置是保证导轮装置连续运转的基本条件，其内部的密封装置的可靠性就显得尤为重要。

关键词：地下连续墙成槽机 导轮 密封装置

地下连续墙成槽机的导轮装置，在整个作业设备的构成环节上起着绝对关键的作用。就作业工况而言，导轮装置在工作期间需长时间埋于30m以上深度的地下，并周边伴有泥浆，载荷性质及地质工作条件十分复杂恶劣。在该工法施工过程中，设备出现任何故障均能导致项目整体停工。连带造成直接维修费用及间接误工费用均是庞大的支出。本文将根据改进前的导轮装置，来分析所存在问题及隐患，并如何在改进后的导轮装置中予以实施。

紧，从而在动密封的环节上达到密封外界泥浆的效果。

2 改进前导轮的密封装置存在问题

2.1 动密封问题

图2表示为导轮装置改进前的支架，通过A-A剖

1 改进前导轮装置的密封原理

如图1所示，干油通过干油分配装置，从序号1支架的主油道进入序号9导油环组件，并顺着沟槽进入序号8旋转密封组件，从而在旋转密封内形成压力腔，内唇与序号2耐磨衬套的结合处得到干油的充分润滑并涨速器和缓速器。电传动为一个柔性控制系统，几乎没有机械冲击。

1.支架 2.耐磨衬套 3.轮体 4.轴承 5.密封环组件6.油封组件 7.密封圈组件 8.旋转密封组件 9.导油环组件

图1

山在用，经过几十年的验证，在技术上应该比较成熟，但H形桥的结构复杂，后期的维修保养难度较大，普通客户接受度不足。电传动技术是一种前沿技术，在铰接式自卸车上的应用还处于探索和试验阶段。

参考文献

[1] 张杰山等.铰接式自卸车的历史与演变[J].矿业装备,2016(9).[2] 袁瑜.铰接式卡车技术发展路线[J].矿业装备,2013(12).[3] 孟庆勇等.电传动铰接式自卸车设计[J].铁道建筑技术, 2014(2).

收稿日期：2019-04-29

江苏省徐州市经济技术开发区高新路39号通讯地址： (221004)

2019.08建设机械技术与管理

7 总 结

铰接式自卸车动力传动系统较刚性自卸车复杂，一般为全轮驱动。本文通过对沃尔沃、卡特彼勒、斗山等几家具有代表性的铰接式自卸车老牌生产企业的发展进行研究，总结了各自动力传动系统的发展历程和技术特点。目前铰接式自卸车领域比较成熟的传动系统形式有两种，其一是以沃尔沃为代表的采用贯通桥式的全轮驱动形式，作为铰接式自卸车领导者，其传动系统技术成熟度很高，维修保养简单，通用性强；其二是以斗山为代表的采用H形桥的全轮驱动形式，目前只有斗

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施工技术Construction Technology视图可以看出，在主油道φ1孔处加工两道宽度为B的环形槽。图3为改进前的导油环组件，在外直径为φ5的圆环上分别钻四个φ3、φ4孔，内圈直径大于耐磨衬套外直径6mm。通过图1可以看出，干油分配装置将干油注入序号1支架主油路，主油路的干油通过序号9导油环组件注入序号8旋转密封组件，而图2中的φ2环形槽将使得干油的油路汇合相通，这将导致外界若有泥浆进入，两道旋转密封将同时进入杂质。一旦旋转密封失效，杂质将沿缝隙进入序号6油封组件，研磨破坏后直接进入轴承内部，最终损坏轴承，造成导轮装置的整体损坏。

图2

图3

图4

2.2 静密封问题

经分析，图4中所标注的a1到a4点，均可能成为导轮装置中存在的渗漏点。36

CMTM2019.08

a1点：

外界泥浆可从导轮装置外部沿着a1点方向，通过第一道旋转密封圈的外圆进入导油环及第二道旋转密封中。

a2点：

当外界泥浆通过第一道旋转密封经过第二道时，可沿着稳钉的螺纹缝隙处顺着a2点方向进入浮动油封。

a3点：丝扣形式为密封锥管螺纹，密封可靠程度不及端面密封。

a4点：外端盖O型圈一旦年久老化产生渗漏，浆液可沿着a4点方向进入浮动油封。

3 改进后的导轮的密封装置

3.1

动密封问题的解决图5为导轮装置改进后的支架，通过A-A剖及B-B剖视图可以看出，在主油道φ6处，按图示距离L1、L2尺寸上分别钻制φ7的注油孔。图6表示为改进后的导油环组件，在外直径为φ5的圆环上钻四个φ4孔，并加工宽度为H2，直径为φ8的环槽，内圈直

径大于耐磨衬套外直径6mm。

图5                                 

图6

3.2 静密封问题的解决

针对上述静密封存在的问题及隐患，均做了增加O型圈及更换端面密封丝堵的方式进行处理，使得改进后的导轮装置在静密封的环节上更加可靠。

施工技术Construction Technology3.3 改进后导轮装置的密封原理

如图7所示，干油通过分配器装置，从支架的独立的主油道各自进入导油环组件，并顺着沟槽进入旋转密封组件，从而在旋转密封内形成压力腔，内唇与耐磨衬套的结合处得到干油的充分润滑并涨紧，从而在动密封的环节上达到密封外界泥浆的效果。区别于改进前，注入旋转密封的干油油道由相通的公共油道变为独立油道（油路1、油路2），使得每路油道的干油到达旋转密封后各自均能起到独立密封及润滑的作用。

图7

4 数据统计

4.1 应用统计分析

在按照《操作手册》使用设备的前提下，分别对已施工5000立方量和8000立方量的导轮后进行拆检对比分析，统计结果如下，（见表1、表2）

表1

施工5000立方量未保养后拆检施工5000立方量未保养后拆检结果（若导轮未损坏）结果（若导轮损坏）情况1：第一、二、三道旋转密封情况1：第一、二、三道旋转密

改

有水泥；耐磨套勒出沟槽；浮动封有水泥；耐磨套勒出沟槽；浮进

油封未进水泥。动油封进水泥；轴承损坏。前

情况2：第一、二道密封有水泥；情况2：第一、二道密封有水第三道密封损坏；浮动油封进泥；第三道密封损坏；浮动油水泥；轴承未损坏。

封进水泥；轴承损坏。

情况1：第一、二道密封水泥；第

改

三道密封无水泥；耐磨套勒出进沟槽；浮动油封未进水泥。后

情况2：第一、二道密封水泥；第无损坏案例

三道密封少量水泥；耐磨套勒出沟槽；浮动油封未进水泥。施工拆检地：天津、杭州、南昌等工地

根据施工检查统计结果推断，改进前导轮装置使用立方量超过5000后，存在较大损坏风险，故保养周

表2

施工8000立方量未保养后拆检施工8000立方量未保养后拆检

结果（若导轮未损坏）结果（若导轮损坏）

改

进损坏

损坏

前

情况1：第一、二道密封水泥；第改

三道密封无水泥；耐磨套勒出进

沟槽；浮动油封未进水泥。情况2：无损坏案例

后

第一、二道密封水泥；第三道密封少量水泥；耐磨套勒出沟槽；浮动油封未进水泥。施工拆检地：天津、杭州、南昌等工地

期设定在3000～4000立方量左右，但从设计及使用角度来说，改进前的导轮装置使用的可靠度差、使用寿命低。而改进后的导轮装置在统计结果表明，使用立方量则超过8000以上，故保养周期可设定在7000立方量左右。使用寿命提高了近一倍，可靠度高。

2）成本统计

在实际应用过程中，导轮装置的使用成本大致分

为以下三类：设备维修成本、用户保养成本、施工误工成本。（具体见表3）

表3

项 目

内 容

费 用设备维修更换全套密封装置；轴承；主轴；维修轮体及

成本支架费用约6万/台用户保养成本

更换旋转密封；耐磨套及相关密封圈

约2万/次

施工误工现场人员费用；吊车、挖机等辅助设备租赁费

成本用；工程项目场地及进度费用

5万以上/天

5 结束语

从上述论述分析结果得出结论，改进后导轮装置的密封形式在使用过程中解决了存在的密封问题，并提高了密封的可靠性及导轮装置的使用寿命。我公司现生产制造的地下连续墙成槽机，所使用的就是该密封形式的导轮装置，并且施工应用的使用过程中反映效果是非常好的。不仅大幅提高了导轮的使用寿命，从而也减少了用户方的施工及维护成本。

收稿日期：2019-04-22

通讯地址：

辽宁省抚顺市顺城区双阳路2号(113126)2019.08建设机械技术与管理

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