张中华， 郑 军， 任 阳， 何 博， *

(1. 中铁工程服务有限公司， 四川 成都 610083； 2. 西南交通大学， 四川 成都 610031)

0 引言

盾构是一种用于隧道掘进施工的设备，出于施工进度和投资成本的考虑，往往要求具有很高的可靠性。主驱动作为盾构的核心组成部分之一，在掘进施工中为刀盘提供转矩并承受推进系统产生的大部分推力，具有工作负载大、使用维护难的特点，保证其正常高效工作对盾构施工十分重要。稳定可靠的密封是保障主驱动正常工作的关键，密封系统出现故障或过早失效将加速主驱动部件的磨损；此外，在掘进施工过程中，密封系统的维修和更换作业将极大地增加施工成本和安全隐患，并延缓施工进度[1]。因此，针对主驱动密封失效问题的研究显得尤为重要。

目前，大部分学者主要从安装工艺和密封材料上进行优化。但安装工艺对密封可靠性的提升有限，并不能从根本上解决密封问题；同时，密封材料没有取得重大突破，即使密封材料有更好的选择，密封成本也会大幅增加。因此，以上2种优化方法可操作性不强，而通过合理的设计优化，对于解决目前盾构主驱动密封问题更具操作性。

1 密封失效分析

1.1 主驱动常见的密封方式

主驱动常见密封主要有VD密封、单唇密封和多唇密封3种，同时为了提高密封可靠性，一般在第1道密封前还设置有迷宫密封。表1列出了盾构主驱动常见密封形式。

表1 盾构主驱动常见密封形式

1.2 密封常见失效形式及原因

目前，常见密封失效形式主要有橡胶老化及唇口过度磨损、油脂过量注入及泄漏、摩擦力矩增大致使主驱动油温快速上升等。……