盾構機中心回轉體防泄漏密封裝置的制作方法

本發明涉及盾構機技術領域，尤其涉及一種盾構機中心回轉體防泄漏密封裝置。

背景技術：

中心回轉體是盾構機液壓、水氣系統的重要組成部分，同時也是測量刀盤轉速及刀盤旋轉角度的重要裝置，其主要作用如下：1)向刀盤面板輸送泡沫添加劑或膨潤土添加劑，以改善渣土性能，利于渣土的輸送；2)向刀盤超挖刀或仿形刀輸送液壓油，提供超挖刀或仿形刀伸縮的動力，同時對超挖刀的伸縮行程進行信號的傳送；3)測量刀盤的轉速及瞬時旋轉角度。

基于以上作用，中心回轉體回轉軸必須與開挖刀盤保持剛性連接。在日系三菱、小松等品牌盾構機中，中心回轉體回轉軸一般分為兩部分：前部回轉軸通過螺栓與刀盤連接，為防止土倉渣土及水氣向前盾內部泄露，在前盾隔板與回轉軸接觸處安裝有唇形密封；后部回轉軸則通過螺栓與前一部分進行法蘭盤連接。在盾構機施工過程中，由于土倉壓力過大或唇形密封的密封面進入渣土，可能使唇形密封的密封唇被壓反或快速磨損，導致土倉壓力下降，渣土或地下水涌入前盾內部，造成地面的沉降甚至坍塌。當唇形密封磨損嚴重或功能喪失時，必須及時更換密封圈，而更換此類密封圈需要拆解前部回轉軸，因地下工作條件惡劣，空間狹小，壓力較高，危險較大，拆解前部回轉軸極為困難；同時，在更換密封時，盾構機必須停止作業，一般更換此類密封需要7-10天，造成工期緊張甚至延誤工期，給施工方帶來巨大的經濟損失。此外，由于盾構機施工中振動較大，可能造成刀盤與回轉軸連接螺栓松動，進而導致回轉軸軸線偏斜，進一步造成唇形密封的泄露。基于以上原因，有必要發明一種可以解決上述問題的防泄漏密封裝置，以達到防止土倉渣土和地下水涌入前盾內部、保持土倉壓力、調節回轉軸線偏斜的目的。

技術實現要素：

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種盾構機中心回轉體防泄漏密封裝置，可以有效地防止土倉渣土和地下水涌入前盾內部、保持土倉壓力、調節回轉軸線偏斜，同時可以極大地縮短維修周期。

本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：一種盾構機中心回轉體防泄漏密封裝置，以盾構機的回轉軸設置刀盤的一端為前端，其相對的另一端為后端，所述密封裝置包括固定底座、第一球面安裝座、密封板、密封安裝座、第二球面安裝座、回轉軸連接板和端面唇形密封圈，所述固定底座為圓筒形，間隔套設于盾構機的前部回轉軸外，其前端面密封固定于前盾隔板上，其后端面依次密封設置第一球面安裝座和密封板；所述前盾隔板固定于盾構機的前部回轉軸上，該前部回轉軸上固定有刀盤；所述第一球面安裝座的中心設有供盾構機的前部回轉軸插置的內孔，其前端形成調整部，后端形成第一外球面；所述調整部插置于所述固定底座內，并能夠沿盾構機的回轉軸軸線方向調整位置并固定，所述調整部的外側面與所述固定底座的內側面之間密封配合；所述密封板內側面形成與所述第一外球面相配合的第一內球面，所述密封板通過所述第一內球面密封設置于所述第一球面安裝座的第一外球面外側，該密封板與所述第一球面安裝座之間能夠沿盾構機的回轉軸軸線方向調整位置并固定；所述回轉軸連接板固定套設于盾構機的后部回轉軸上，所述第二球面安裝座固定套設于所述回轉軸連接板外；所述第二球面安裝座的前端形成第二外球面，所述密封安裝座的內側面形成與該第二外球面相配合的第二內球面，所述密封安裝座通過所述第二內球面密封設置于所述第二球面安裝座的第二外球面外側，所述密封安裝座與所述第二球面安裝座之間能夠沿盾構機的回轉軸軸線方向調整位置并固定；所述密封安裝座的前端面緊靠所述密封板的后端面設置，所述端面唇形密封圈固定設置于所述密封安裝座的前端面上，該端面唇形密封圈同時緊密貼服于所述密封板的后端面上。

作為本發明的進一步改進，所述第一球面安裝座和固定底座之間分別設置有緊固螺栓和頂緊螺栓，所述頂緊螺栓通過螺紋固定設置于所述第一球面安裝座上，且其端面頂緊于所述固定底座的后端面上；所述緊固螺栓的螺桿依次通過螺紋穿設于所述第一球面安裝座和固定底座內。

作為本發明的進一步改進，所述固定底座和前盾隔板之間、所述第一球面安裝座的調整部的外側面與所述固定底座的內側面之間、第一球面安裝座的第一外球面和密封板的第一內球面之間，以及第二球面安裝座的第二外球面和密封安裝座的第二內球面之間分別設有O型密封圈。

作為本發明的進一步改進，所述端面唇形密封圈為三道，依次間隔設置于所述密封安裝座的前端面上。

作為本發明的進一步改進，所述密封板上對應三道所述端面唇形密封圈分別設有油脂孔。

作為本發明的進一步改進，所述回轉軸連接板為兩半圓結構。

作為本發明的進一步改進，所述第二球面安裝座與回轉軸連接板的接觸表面上設有橡膠板墊圈。

作為本發明的進一步改進，所述密封安裝座與密封板的配合端面平行。

作為本發明的進一步改進，所述前盾隔板與前部回轉軸之間設有唇形密封圈。

本發明的有益效果是：1)該裝置無需拆解回轉軸即可保證密封性能，大大縮短了維修周期，改善了工作環境；2)該裝置可以調節回轉軸軸線偏斜對密封結構的影響，保證了密封結構的密封性能；3)該裝置在安裝過程中，只需拆解中心回轉體外殼上的管線即可安裝全部零件，方便快捷。

附圖說明

圖1為本發明使用狀態剖面結構示意圖；

圖2為本發明所述密封裝置結構示意圖；

圖3為本發明所述頂緊螺栓工作示意圖；

圖4為本發明所述緊固螺栓工作示意圖。

結合附圖，作以下說明：

1——固定底座 2——第一球面安裝座

3——密封板 4——密封安裝座

5——第二球面安裝座 6——回轉軸連接板

7——端面唇形密封圈 8——緊固螺栓

9——頂緊螺栓 21——第一外球面

22——調整部 31——第一內球面

41——第二內球面 51——第二外球面

100——前盾隔板 101——前部回轉軸

102——刀盤 103——后部回轉軸

104——密封裝置 105——唇形密封圈

具體實施方式

結合附圖，對本發明作詳細說明，但本發明的保護范圍不限于下述實施例，即但凡以本發明申請專利范圍及說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋范圍之內。

參閱圖1-2，為本發明所述的一種盾構機中心回轉體防泄漏密封裝置104，以盾構機的回轉軸設置刀盤的一端為前端，其相對的另一端為后端，所述密封裝置包括固定底座1、第一球面安裝座2、密封板3、密封安裝座4、第二球面安裝座5、回轉軸連接板6和端面唇形密封圈7。

固定底座1為圓筒形，間隔套設于盾構機的前部回轉軸101外，固定底座1的前端面密封固定于前盾隔板100上，即通過螺栓將固定底座和前盾隔板固定連接，同時在固定底座的外端面上設置O型密封圈溝槽，O型密封圈溝槽內設置O型密封圈對固定底座和前盾隔板進行靜密封。

固定底座1的后端面依次密封設置第一球面安裝座2和密封板3，前盾隔板固定于盾構機的前部回轉軸101上，該前部回轉軸上固定有刀盤102，前盾隔板與前部回轉軸之間設有唇形密封圈105。

第一球面安裝座2的中心設有供盾構機的前部回轉軸101插置的內孔，其前端形成調整部22，后端形成第一外球面21。調整部22插置于固定底座1內，并能夠沿盾構機的回轉軸軸線方向調整位置并固定(該調整結構以下詳述)，調整部的外側面與固定底座1的內側面之間密封配合，即在固定底座1的內側面上設置O型密封圈溝槽，O型密封圈溝槽內設置O型密封圈，對固定底座和第一球面安裝座進行靜密封。

密封板3內側面形成與第一外球面21相配合的第一內球面31，(第一內球面和第一外球面同心)，密封板3通過第一內球面31密封設置于第一球面安裝座2的第一外球面21外側，該密封板3與第一球面安裝座2之間能夠沿盾構機的回轉軸軸線方向調整位置并固定(該調整結構以下詳述)。

回轉軸連接板6固定套設于盾構機的后部回轉軸103上，第二球面安裝座5固定套設于回轉軸連接板6外；第二球面安裝座5的前端形成第二外球面51，密封安裝座4的內側面形成與該第二外球面51相配合的第二內球面41，(第二內球面和第二外球面同心)，密封安裝座4通過所述第二內球面41密封設置于第二球面安裝座4的第二外球面51外側，密封安裝座4與第二球面安裝座51之間能夠沿盾構機的回轉軸軸線方向調整位置并固定(該調整結構以下詳述)。

密封安裝座4的前端面緊靠密封板3的后端面設置，端面唇形密封圈7為三道，依次間隔設置于所述密封安裝座的前端面上，三道端面唇形密封圈同時緊密貼服于密封板3的后端面上。密封板3上對應三道端面唇形密封圈7分別設有油脂孔，為端面唇形密封圈提供油脂密封。三道端面唇形密封圈7形成兩道密封壓力腔，安裝時，密封安裝座與密封板配合端面平行，通過調整兩端面之間的距離來調整端面唇形密封圈7的過盈量，從而保證密封圈的密封性能。

上述調整結構以第一球面安裝座2和固定底座1為例進行說明：參閱圖3-4，第一球面安裝座2和固定底座1之間分別設置有緊固螺栓8和頂緊螺栓9，頂緊螺栓9通過螺紋固定設置于第一球面安裝座2上，且其端面頂緊于固定底座1的后端面上；緊固螺栓8的螺桿依次通過螺紋穿設于第一球面安裝座2和固定底座1內。在需要調整第一球面安裝座和固定底座的沿盾構機回轉軸的軸線方向的相對位置時，旋開緊固螺栓，通過旋動頂緊螺栓使第一球面安裝座移動到需要的位置，即實現第一球面安裝座2和固定底座1的軸向配合量的調整，然后再通過緊固螺栓將第二球面安裝座鎖緊在固定底座上即可將二者的相對位置鎖定。另外，密封板和第一球面安裝座之間，密封安裝座與第二球面安裝座之間的相對位置都可以采用以上類似的結構實現，結構和原理相同，在此不再贅述。但需要特別指出的是，上述調整結構中，第一球面安裝座和固定底座之間在調整時，實質調整的是第一球面安裝座的調整部插入固定底座的深度，即軸向位移量。而第一球面安裝座和密封板之間，以及第二球面安裝座和密封安裝板之間的相對位置調整時，由于他們之間都是采用的球面接觸，即相同圓心的球面接觸，因此在他們的相對位置調整時，實質起到的是調心作用。

另外，所述固定底座和前盾隔板之間、所述第一球面安裝座的調整部的外側面與所述固定底座的內側面之間、第一球面安裝座的第一外球面和密封板的第一內球面之間，以及第二球面安裝座的第二外球面和密封安裝座的第二內球面之間分別設有O型密封圈，以達到最好的密封作用。

所述回轉軸連接板為兩半圓結構。加工時，整體加工，加工后剖分為兩半圓，通過螺栓與回轉軸法蘭盤連接板，回轉軸連接板剖分為兩半圓結構后，在半圓端面上各焊接連接鋼板，鋼板上設計有通孔，以便于回轉軸連接板與回轉軸法蘭盤連接后，兩半圓結構可以通過螺栓再次連接成為整體。

所述第二球面安裝座與回轉軸連接板的接觸表面上設有橡膠板墊圈。

密封裝置安裝完畢后，首先利用密封板上的油脂孔向密封腔中注入密封油脂，待密封腔中油脂注滿后啟動刀盤進行工作。

由此可見：1)該裝置無需拆解回轉軸即可保證密封性能，大大縮短了維修周期，改善了工作環境；2)該裝置可以調節回轉軸軸線偏斜對密封結構的影響，保證了密封結構的密封性能；3)該裝置在安裝過程中，只需拆解中心回轉體外殼上的管線即可安裝全部零件，方便快捷。