盾构机液压系统故障处理探析
——以海瑞克盾构刀盘驱动液压系统为例

2017-04-10 02:44邹瑾
中国设备工程 2017年6期
关键词:系统故障刀盘滤芯

邹瑾

(中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司,北京 100018)

盾构机液压系统故障处理探析
——以海瑞克盾构刀盘驱动液压系统为例

邹瑾

(中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司,北京 100018)

为了确保盾构机正常运行,就需要做好盾构机液压系统的日常维护。如果缺少正确的维护,不但会降低盾构机的性能,还有可能导致工程进度的落后,造成经济损失。本文对盾构机液压系统故障处理方式进行探析,并以海瑞克盾构刀盘驱动液压系统为例作出具体的探讨。

盾构机;液压系统;海瑞克盾构刀盘

在城市地铁隧道施工中,盾构是主要的设备,而随着地铁施工的快速发展,学习盾构施工技术,做好盾构机维护就非常必要,而在盾构机中,液压系统又是其核心部分。所以,做好液压系统的故障处理,对于盾构机的正常使用至关重要。

1 液压系统故障诊断及技术分析

1.1 掌握液压系统原理图

只有熟练的掌握液压系统图,能够对液压系统基本工作原理有所了解,同时还可以掌握液压元件的结构、类型和性能,才可以提供液压系统故障诊断基础,同时也能够满足液压故障查找的基本要求。

1.2 了解电磁铁动作循环表

了解电磁铁动作循环图表,可以帮助液压系统快速找出故障位置,并且一步一步查明故障,确定故障出现的原因,这一种方式一般使用在液压元件较多,系统比较复杂的系统之中。

1.3 试验法诊断故障

试验法诊断故障可以通过排除、综合以及比较等方式来进行试验,进而查找故障。

第一,排除法。注意试验系统故障相关的元件,从而缩小范围,最终锁定故障点,有效的排除故障。

第二,比较法。将引发故障的某一局部零部件进行更换,然后比较更换之后的元件对于元故障是否存在故障,从而来判断故障的点位。

第三,综合法。所谓综合,就是将上述的方式进行综合来排除故障,这样的方法适合于相对复杂的液压系统,并且也可以对故障进行多方面的诊断。

2 海瑞克盾构刀盘驱动液压系统故障处理

2.1 液压系统介绍

广州某地铁施工项目使用的海瑞克5字头盾构,其刀盘驱动系统选择的泵马达闭式回路,由8台并联轴向柱塞马达和3台并联斜盘式轴向柱塞变量泵组成。整个系统为电比例调速,选择恒功率保护的方式。泵选择的力士乐带有补油冲洗阀的双向变量泵。

2.2 故障及原因分

2.2.1 故障现象

在进行掘进的时候,盾构的3个刀盘突然无法重新启动。在主控室之中显示的补油泵的压力不足,无法满足最低的设计要求,该时段的补油泵压力为1.8MPa,但是设计值为 2.7MPa。

2.2.2 原因分析

第一,检查油箱液位,发现其正常,所以,不存在吸油不足的问题。

第二,检查补油泵的溢流阀。先前怀疑是卡住了溢流阀,但是在清理之后,依旧无法达到正常的压力值,所以也判断溢流阀没有任何的故障。

第三,冲油泵属于螺杆泵,其本身拥有极强的抗污染能力。因为冲油泵本身出现损坏对于压力造成的影响较小,并且在补油泵出口球阀关闭之后,通过补油泵溢流阀调节,其压力和新泵相识,所以也可以排除补油泵自身的问题。

第四,补油泵除开对闭式回路进行补油以及针对3台主泵进行壳体冷却,另外,其冷却还包含了螺旋输送机的减速机,在补油主管路上面还有蓄能器的装设。对蓄能器的回油管进行检查后,没有发现油液流出,就算是将螺旋输送机减速机的管路球阀关闭,其压力依旧达不到标准。所以,内部泄漏就是造成补油压力不足的原因之一。

第五,对3个刀盘的泄漏油管进行观察,发现3号刀盘泵泄漏油管存在油液流动的问题,同时发现斜盘卡在5°的位置上,没有归零。将 3号刀盘泵泄漏油口打开,发现其中存在铜屑,另外,滤芯和液压油箱之中也存在大量的铜屑,见图1所示。

图1 滤清器内沉积的金属杂质

在之后的操作中拆除检查3号刀盘泵,发现其内部结构严重损毁,其中有2个滑鞋磨损较为严重。固定回程盘中8颗螺栓全部断裂,回程盘也断裂成为三个部分,见图2所示。

图2 回程盘断裂

在对3号泵的AB口取出油样进行检测,发现其内部存在金属粉末,说明整个刀盘驱动系统已经收到污染,所以,需要及时的做好调整,这样才可以避免出现问题。

2.3 维修方案

为了尽快恢复正常的操作,除开新泵更换之外,还需要对整个液压系统进行清洗。根据部分油样检测报告,判定在油箱、刀盘驱动系统和冷却循环系统之中存在金属杂质,其余的液压系统从进油管路一直到高压滤清器位置,因此,制定的清洗方案如下。

第一,在油箱的部位。放出油箱之中的全部液压油,将液压滤芯取出,从泵的接口位置将油箱和泵之间的管路拆开,放出内部的油液。对液压油箱和管路进行清洗处理,然后使用医用纱布将其内部擦拭干净;使用能够拉伸的面粉,将其分成三份,分别对液压油箱的内表面进行粘结处理,确保其内部清洗干净,特别是滤芯铜和边角位置是必须清洗的;液压滤芯需要更换新的,同时在油箱内还需要添加新的液压油。

第二,过滤冷却循环系统。将冷却循环过滤器打开,在滤芯更换的同时,清洗其壳体;启动冷却循环泵,等待一段时间之后,再次检查过滤器的滤芯,如有必要,可以更换新的滤芯。

第三,刀盘驱动系统。因为马达受到的污染较轻,所以可以选择离线循环清洗的方式进行处理;马达与泵之间的管路可以通过在线循环清洗的方式进行处理;对于补油的部分,则通过自循环的方式来完成清洗工作。

第四,其余的液压系统。在辅助泵和显示泵拆除之后没有发现任何机械损伤的存在,其余的系统情况基本一样。所以,都可以选择自循环的方式来清洗其余的液压系统。但是清洗的时候需要对油液污染的实际程度进行观察,直至完全符合标准之后,方可结束这一次的清洗工作。

3 结语

总而言之,因为盾构属于高度集成、复杂、大型的液压系统,对其进行故障检测对于整个工程有着重要的意义。随着人工智能技术的推广与发展,今后的盾构诊断策略会越来越先进。针对盾构机液压系统而言,智能故障诊断系统必定能够成为一大趋势。所以,在今后的研究之中,还需要应用这一种技术来快速、准确的判断液压系统故障,这样才可以减少因为液压系统故障而对整体工程带来的影响。

[1]黄旺森 .盾构液压系统油液污染的控制 [J].机械工程与自动化,2011(1):174~175.

[2]杜大川,关振华 .浅谈盾构机推进系统与故障 [J].科技视界,2014(2):104+169.

[3]常华杰 .盾构机注浆系统液压工作原理分析及应用 [J].现代制造技术与装备,2016(8):93~94.

U455.39

A

1671-0711(2017)03(下)-0049-02

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