摘要：针对不同类型的集中润滑方案，本文在对主要的几种润滑方案分析的基础上，结合实际使用的方案，根据部分关键部件的设计计算方法论述了润滑方案设计与实际使用之间的关系，主要从系统的电动润滑泵、泵出口不同点数的配置、不同配置的优缺点等方面进行了研究。盾构；集中润滑；润滑系统选用在盾构的系统中,润滑系统是至关重要的一套系统,润滑系统的设计好坏,直接关系到主驱动、螺旋输送机、中心回转接头等关键部件的使用寿命，而这些部件的润滑来源均为集中润滑系统。盾构润滑系统配置是否合适也成为全套设备设计合理程度的考核标志。盾构各关键系统在良好状态下运行,必须使关键部件啮合处润滑油脂的注入量达到要求注入量，而盾构整机的油脂用量必须与润滑系统的压力、流量、注入时间等参数相匹配。因此，在盾构集中润滑系统设计中，要根据不同机器配备的具体要求，选用合适的配置来满足使用。
1集中润滑系统分析
1.1盾构集中润滑系统介绍
盾构的集中润滑系统主要由气动油脂泵、电动油脂泵、分配阀、调节阀等能相互配套的部件组成，这些部件在PLC的控制下,通过相应动作满足盾构上关键零部件的润滑需求,以此达到保证设备使用寿命等目的。盾构的主要润滑部件如图1所示。如图1所示，列举了盾构集中润滑系统中的几种主要润滑部件。其中,主驱动系统、拼装机系统、螺旋输送机等处的润滑十分重要且较为频繁，均采用集中自动润滑，本文针对集中润滑系统的方案研究也主要从以上几个部件进行，而其他需要润滑的位置主要采用手动润滑。
1.2各系统的油耗分析
在对需要集润滑的部件分析之后，油脂的消耗量以主驱动的内外密封消耗为主，占据了油脂用量的一半以上。而由于回转接头、拼装机、螺旋输送机等处润滑密封油脂消耗量较小，这就需要所选用的集中润滑密封方案可以满足各个不同部件对油脂用量的不同要求。
1.3几种不同的润滑方案
1.3.1小排量多点泵如图2所示，小排量多点泵的方案主要由气动油脂泵、小排量多点泵、分配阀等组成。小排量多点泵有23个柱塞、19个出油口组成,其中4个出油口接有分配阀,之后通过分配阀将润滑油分配到对油脂量需求不是太大的润滑点,而剩余的15个出油口直接连接到系统内的其他各个润滑点。此方案中，由于大部分润滑点不通过分配器而是直接点对点加脂润滑，有效地减少了堵塞和故障的概率。多点泵的多个柱塞设计，也使得每个柱塞的流量可以单独调节，在流量进行精准控制时互不影响，即使一路出现问题，也不会对其他各点的油脂注入产生影响，能更有效的保护整机系统安全。各个润滑点的油脂注入连续可调，故障排查十分方便。1.3.2大排量多点泵大排量多点泵方案如图3所示，本方案主要有大排量多点泵的出油口外接分配阀组成。图例中通过5个独立的出油口外接分配阀，通过分配阀的作用将油脂输送到各个润滑点。此系统的5个柱塞相互独立不受影响，每个柱塞的流量可以调节。5路中的每一路安装有独立的检测传感器，1路有故障，其他各路不受影响，可以较好地保护整机系统。外接的叠加式递进分配阀堵塞的几率较“小排量多点泵”高，但是排查故障也较快捷，分出点位相对较多，可以考虑在大型盾构中采用。1.3.3多级分配阀第3种润滑方案为单出口电动泵配多级分配阀，原理图如图4所示。根据上图可以看出，多级分配阀方案在一级分配阀后面连接路5个二级分配阀，经过二级分配阀的作用，将油脂分配到各个润滑点。本系统结构组成简单、加油连续、价格相对于其他系统价格有很大的优势。但是由于系统中配置的分配阀均为递进式分配阀，系统中若有一个注脂口发生堵塞，则各个注脂口均不能注脂，整个集中润滑系统将不能正常工作，并且后期的故障处理需要逐点排查，直到解决问题系统才能恢复正常。该集中润滑方案故障率较高，排查故障较为烦琐。1.3.4电磁阀配合分配器第4种润滑方案为电磁阀配合分配器的方案。在单出口电动泵的出口连接了5个两位两通的高压电磁阀，电磁阀的出口各接一个递进式分配阀，经过递进式分配阀之后，将油脂分配到系统的各个润滑点。方案图如图5所示。本系统相对简单，通过电磁阀的开闭时间长短达到控制各个润滑点注入油脂流量的目的。该方案电气控制点较多，控制系统较为复杂。由于工作环境恶劣，电气部分的故障率较高。该集中润滑系统正常工作时，需要电磁阀频繁的开闭，油脂注入流量不连续，且由于油脂较为粘稠，导致电磁阀寿命较低、故障率较高。
2对几种方案的分析
2.1不同角度对各个方案的分析
从设计方面分析，小排量多点泵方案和大排量多点泵方案可以作为选用方案，这两种方案对每个不同的润滑点油脂用量连续可调，对机器的保养，使用寿命等均有很大的帮助。从成本方面分析，单出口电动泵配多级分配阀方案价格最低，对于工况较好或者掘进里程较短的机器可以试用，但是使用时需要特别注意流量的监测。从机器使用方面来看，每个柱塞的流量可以单独调节且流量连续，在流量进行精准控制时互不影响等特性决定了小排量多点泵方案最为适用。
2.2盾构设计推荐方案
针对以上所述对不同方案的分析比较，在考虑到盾构在地下掘进过程中环境、工期、安全等方面的因素，最终方案选用了方案1，即小排量多点泵方案。泵站集成照片如图6所示。
3润滑方案使用情况的分析
根据所选方案，经过油脂消耗系统测量，所选用的小排量多点泵在不同城市的不同地层消耗量如表1所示。实践证明，在正常掘进的过程中，针对盾构配置的小排量多点泵方案在不同地层同样的时间下油脂消耗较为均衡，很好地达到了延长机器使用寿命，减少现场维护工作量的目的。
4结论
经过对不同方案的分析，通过在不同城市地铁施工机器的使用情况跟踪，所选用的盾构集中润滑方案很好实现了对盾构各系统关键部件的润滑需求。针对不同方案的分析给机械设备的润滑配备提供一种参考。该经验也可以提供给和盾构具有相似工况的施工机械配置。
[参考文献]
[1]陈馈，洪开荣，吴学松，等．盾构施工技术[M].北京：人民交通出版社，2009．
[2]李大伟，赵新合．某盾构主轴承油脂消耗分析与控制[J]．隧道建设，20企业经济论文14，(34)：83-87．
[3]王成伟．张志奇．浅谈盾构施工油脂使用[J]．山西建筑，2011，(4)：170-171．
作者：赵云辉 张杰 单位：中铁工程装备集团有限公司
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