盾构机油缸位移检测电缆保护装置

郝春宝 翟振铃

（济南中铁重工轨道装备有限公司，济南 250000）

盾构机是集机械、电气、液压、测量和控制等多种学科技术于一体，专门用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备[1]。盾构机的很多动作是靠液压油缸来实现的，因此油缸位移的检测对于盾构机的正常操作尤其重要。盾构机带位移传感器的油缸有：分布在盾体内上下左右处的推进油缸和铰接油缸、螺旋输送机的上下后闸门油缸、超挖刀行程检测油缸。由于超挖刀行程检测油缸安装在前盾的隔板内，受不到外力伤害，不用对油缸的位移检测电缆增加机械防护，只要把油缸出线孔处的金属防水头拧紧，防止进水。

1 油缸位移检测原理及检测电缆保护现状

通过油缸内置的移传感器把油缸的位移数据转换成4～20mA的模拟量信号传送给PLC的模拟量输入模块，4～20mA的模拟量信号经过PLC处理后转换成位移数据，再传给控制室内的上位机显示油缸的位移。盾构机司机根据上位机显示的油缸位移，对盾构机进行操作。

油缸的位移检测电缆是一条较细的多芯控制电缆，通过缩紧油缸出线口处的金属防水头，防止液体从出线口进入油缸损坏位移传感器，但是对于暴露在油缸外面的电缆缺少机械防护。由于盾构机的工作环境比较恶劣，经常出现油缸的位移检测电缆被挂断或挤断的情况，油缸位移数据不能被PLC采集，导致上位机不能显示油缸位移，影响盾构机司机的正常操作。

2 油缸位移检测电缆保护改进措施

选用AEROQUIP FC686-8型液压胶管作为油缸位移检测电缆的保护管，该型液压胶管的最大可承受压力为16MPa，足够承受一般的外力，避免对油缸位移检测电缆的伤害；该型液压胶管的内孔直径为12.7mm，油缸位移检测电缆的外径一般在8～10mm，油缸位移检测电缆可以在液压胶管内轻松穿过。为了便于接线，液压胶管的长度要比油缸位移检测电缆的长度短20cm左右。

为了把液压胶管固定到油缸上，需要在液压胶管的一端用扣压机扣压液压管接头。选用与AEROQUIP FC686-8型液压胶管相配套的20591-24-08T型液压管接头，该型液压管接头带一个M24×1.5的固定螺母，而且有90°的弯。把液压管接头固定到油缸，可以使液压胶管与油缸平行，确保在油缸安装进盾体过程中不易损坏液压胶管，并且布线美观。液压胶管的另一端不用扣压液压管接头。

以推进油缸为例，油缸出线孔是M22×1.5的螺纹孔，拆掉安装在油缸出线孔的金属防水头，为了使液压管接头能够固定到油缸上，需要选用型号为1DM-24-22的变径接头，把M22×1.5的螺纹孔转变为M24×1.5的螺纹孔。它一端的外螺纹是M22×1.5，另一端的内螺纹是M24×1.5。首先把油缸位移检测电缆从该变径接头的内孔中穿过，为了防止日后从变径接头处进水，在变径接头两端的外螺纹上涂抹玻璃胶，然后把外螺纹是M22×1.5的一端拧进油缸的出线孔。接着用玻璃胶填充变径接头的内孔与油缸位移检测电缆的空隙，防止水从液压胶管内进入油缸。

液压胶管扣压液压管接头的一端作为电缆进线端，未扣压液压管接头的一端作为电缆出线端。油缸位移检测电缆从扣压液压管接头的一端穿过液压胶管，把液压管接头的固定螺母固定到变径接头的M24×1.5的内螺纹孔内。用玻璃胶填充液压胶管出线端的内孔与油缸位移检测电缆的空隙，然后用防水胶带把液压胶管的出线端与出线端附近的油缸位移检测电缆缠绕在一起。

对于铰接油缸和螺旋输送机后闸门油缸的位移检测电缆的保护，都采用AEROQUIP FC686-8型液压胶管、20591-24-08T型液压管接头。铰接油缸的出线孔也是M22×1.5的螺纹孔，因此选用1DM-24-22型的变径接头。螺旋输送机后闸门油缸的出线孔是M16×1.5的螺纹孔，因此选用1DM-24-16型的变径接头，油缸位移检测电缆保护装置如图1所示。

3 结语

选用耐压较高的液压胶管作为油缸位移检测电缆的保护管，可以有效地避免外力对油缸位移检测电缆的机械伤害；用玻璃胶填充变径接头的内孔与油缸位移检测电缆的空隙以及液压胶管出线端的内孔与油缸位移检测电缆的空隙，可以有效地避免水从液压胶管内流入油缸，损害油缸内的位移传感器。改进措施简单实用，成本低廉。改进油缸位移检测电缆的保护后，油缸位移的故障率大大降低，提升了盾构机的正常操作性能。

图1 油缸位移检测电缆保护装置