厄瓜多尔CCS项目TBM的刀具维修

田 伟

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

Coca Codo Sinclair水电站项目位于厄瓜多尔共和国Napo和Sucumbios省内，总装机 容 量 为

1 500 MW。主要建筑物包括首部枢纽、输水隧洞、调蓄水库、压力管道、厂房发电系统等。输水隧洞总长度为24.83 km，设计引用流量为222 m3/s，设计内径为8.2 m，采用全衬砌结构形式。输水隧洞开挖采用2台双护盾TBM掘进机施工，辅以钻爆法施工。由我公司承建的TBM2输水隧洞总长度为13. 8 km。

2 φ19in刀具的维修

根据刀圈磨损情况，按刀具更换指导手册的要求决定刀具是否需要更换刀圈或重装。

2.1 准备工作

(1)高压清洗刀具总成整体，去除淤泥，应尽可能清理干净。

(2)清理所有零件，去毛刺，清洁所有配合表面。

(3)拆除并清理管塞及压力补偿阀。

2.2 检 查

(1)如果刀具不能转动，刀具密封管部位漏油或能看见大的金属块粒在管塞周围时即需要重装。

(2)测量刀具旋转扭矩，具体步骤如下：

①将刀具总成垂直放置。

②将扭力环D7251-T9的六角螺柱向上放置在刀体开口环末端，将手柄拧紧到刀体上。将扭矩扳手放置在扭力环六角螺柱上，手柄径向向外延伸。

③将刀具总成夹在工作台上或放置在千斤顶上，使用较小的压力压住轴承来承受刀具旋转的作用力。

④用扭矩扳手旋转刀体，在旋转完整一周过程中读取旋转扭矩值。旋转刀体应尽可能地缓慢且连续。

(3)如果实际旋转扭矩为27～46 N·m，并且变化范围不大于8 N·m时不需要重装，只需进行刀圈和润滑油脂的更换即可。

(4)如果实际的旋转扭矩不在27～46 N·m范围内，或者变化范围大于8 N·m时就需要进行刀具的完全重装。

2.3 更换刀圈和油脂

2.3.1 检 查

刀具总成压力测试的步骤：紧固下端盖上的1/4"管塞和1/8"压力补偿器阀，紧固上端盖上的压力补偿器阀。用密封测试工具替换上端盖上的螺纹管塞，适当拧紧。将装配体增压到 21～34 kPa。如果刀具总成保压时间低于5 min，则说明有漏气。对于漏气的原因必须查明并纠正，必要时进行完全重装。

2.3.2 刀圈的拆卸

将刀具总成放在千斤顶托架上，使用碳弧气刨将刀圈和开口环刨开，刨开位置分为两处，切进刀体表面的深度最大不超过5 mm。如果刀体上已经有锯痕，则只能在这些位置上切割，没有必要将整个刀圈部分100%切割开。使用冷凿和大锤将刀圈和开口环凿开分成两块，直到它们脱离刀体。最后将刀具总成放在工作台上。

2.3.3 刀圈的安装

安装刀圈：将刀体总成垂直放置，刀体上的开口环槽向上。用强力溶剂去除刀圈孔和刀体上装刀圈表面处的残油。拧开螺栓并拆除上端盖,用感应加热器或烘箱加热刀圈，最高温度可达160 ℃。将刀圈滑入刀体外径，并将靠着刀体轴肩的光滑面朝下，重新安装上端盖并用螺栓固定。

安装开口环：将开口环滑入刀体上的开口环槽，焊接槽位置向上。用开口环夹夹住开口环，将夹子的空隙部位对准开口环焊接槽。将焊机接地端接在开口环夹上。坡口焊开口环切口部位。将刀具总成冷却至室温。检查刀具旋转扭矩，决定是否需要进行刀具完全重装。

2.3.4 将新油脂加入刀具总成

拆除1/4"管塞、1/8"压力补偿器阀、透气塞。

将密封胶654-022涂在所有塞子上，将1/8"压力补偿器阀在端盖上进行适当紧固，将透气塞安装在每个阀的顶部。

将油泵管接到下端盖的1/4"管塞端，加入Mobilith SHC 460油脂，直到有油脂从上端盖1/4"管塞端流出。

将带1/4"接头的一根胶管安装到上端盖，将胶管输出端通到废油容器里。

将带阀空气管接到下端盖1/4"管塞端，打开通往刀具总成的空气阀，只需要让油脂像“打嗝”般产生一个气穴即可，用以承受刀具工作过程中由升温导致的膨胀。

2.4 刀具总成完全重装

2.4.1 拆 卸

如果需要更换新刀圈，按照前述方法拆除刀圈和开口环。

拆除1/4"管塞、1/8"压力补偿器阀、透气塞。

将渗透油涂在螺纹接触表面，拆除每个端盖上的带帽螺丝。

拆除端盖和刀体上的密封，使用新的密封圈。

拆除轴承每个面上的O型圈。

从刀具总成上拆除轴承：将刀具总成放置在轴连接体B63179-1和千斤顶平台D63178上，将轴承延伸到轴连接体中间。把轴承往下压，通过轴连接体使轴承内圈与轴承松开。

拆除轴承挤压隔垫并丢弃。

如果轴承需要更换，则拆除并保留轴承内圈。

如果轴承需要更换，按以下步骤从刀体上拆除轴承外圈，将刀体放在千斤顶平台上。将外圈拆卸工具和外圈拆卸隔垫调整至适当位置放置，将工具放在刀体内孔中间并固定。将底部外圈从刀体上压下来通过千斤顶平台，将刀体翻转，把剩余的外圈通过千斤顶平台从刀体上压下来。

2.4.2 检 查

(1)如果存在下列情况中的任何一种，则需更换整套轴承：外圈/内圈滚道有明显压痕；外圈/内圈滚道有明显剥落或点蚀；外圈/内圈滚道表面发现裂纹。

(2)如果存在下列情况中的任何一种，则需更换刀轴：沿轴长度方向有明显的表面裂纹；轴被轴承内圈明显严重擦伤。

(3)更换其他任何过分磨损或损坏的零件。

(4)清理所有零件，去除毛刺并清洁所有配合零件表面。如果轴承外圈已经拆除，应使用砂纸磨平刀体装轴承内孔部位的擦痕。如果轴外径上存在台阶状表面，应使用有溶解性的手用油石进行光洁。

2.4.3 装 配

(1)如果刀圈和开口环没有装上，应按上述步骤将新刀圈和开口环安装到刀体上。

(2)如果外圈已经拆除，则按照以下步骤将轴承外圈安装刀体：在刀体装轴承的内孔处和轴承外圈上涂一薄层抗咬合剂，将盖板和刀体放入千斤顶。使用轴承外圈安装工具，唇口边朝下，将轴承外圈压入刀体，最大压力为10 t。

(3)按照以下步骤安装刀体和端盖的端面密封：

去除所有刀体和轴端盖密封盖上的残油及端面密封。展开密封安装工具C48245-1并将其绕在一个密封的半圈上，用其抓住端面密封内面，而密封的外曲面靠着工具底部，确保曲面接合线绕密封圆周方向安装一致。在安装工具的反向末端均匀地用力往下压，将半圈密封安装到每个密封盖内，直至其进入。

(4)将4～6滴油均匀滴到每个半边密封的表面。

(5)缓慢地将管塞和压力补偿器阀拧入端

盖，防止污染物进入装配体。

(6)将轴承插入一个端盖并用4个带帽螺丝固定位置。

(7)将轴承和端盖垂直放置，端盖朝下。

(8)将底部轴承内圈装入轴承：使用感应加热器将轴承内圈加热到160 ℃，将内圈安放到轴承上；将装配体冷却到室温。滴几滴油到轴承内圈的滚柱与滚道之间。

(9)将装上轴承外圈的刀体开口环朝上放到轴承上。

(10)将轴承挤压隔垫安装到轴上并靠着轴承内圈，挤压部位朝上。

(11)将顶部轴承内圈安装到轴上：用感应加热器或烘箱将轴承内圈加热，最高温度达160°，将内圈滑入轴直到其完全靠在刀体里面的轴承外圈上，等待装配体冷却。将几滴油滴入滚柱与滚道之间。

(12)挤压轴承隔垫：将工具D7251-T4安装到轴承上并压至轴承内圈。将扭力环安装到刀体上，并将扭矩扳手安装到扭力环上。按照上述方法测量刀具的旋转扭矩，注意旋转扭矩的数值。缓慢增加压力，使用千斤顶压下工具，挤压轴承隔垫。

(13)安装O型圈到轴承上面的O型圈槽内，在O型圈上涂抗咬合剂。

(14)安装上端盖:将轴末端和端盖内侧涂上抗咬合剂。将端盖从轴末端滑入。用端盖对齐工具将上端盖和下端盖的平面对齐。将4个带帽螺丝安装到上端盖并用扳手拧紧。将压力补偿器阀在上端盖处适当拧紧，将透气塞安装到压力补偿器阀。将管塞缓慢拧进上端盖，防止污染物进入刀具总成。

(15)按照上述步骤进行刀具总成压力测试。如果刀具总成通过压力测试，则进行步骤(14)。

(16)将新油脂加到刀具总成内。将密封胶涂在1/4"管塞上，并将其适当拧紧到上端盖。

(17)将硅密封胶涂在轴端盖和刀体的间隙内、轴端盖的孔内、还有管塞孔内，防止其装配不牢固。至此，刀具已经准备好，可以使用。

3 结 语

TBM使用的刀具造价昂贵，每一个滚刀总成折合人民币数万元。另外，刀具属消耗品，其消耗量在每一条隧洞的掘进中都非常大，所以，加强对刀具的管理，合理地维修好每一个刀具，将极大地降低隧洞的生产成本，提高生产效率。

作者简介:

田 伟(1978-)，男，四川都江堰人，技师，从事刀具维修工作.

(责任编辑：李燕辉)