盾構機液壓系統常見故障原因分析及對策

摘 要：在日常機械運用中，無論機械哪個部位出問題都會導致機械本身不能使用，系統的故障與各元件的狀況和使用狀況有著密切聯系，本文通過對盾構機液壓系統中主要故障特征進行總結，分析了盾構機液壓系統主要故障產生的原因，并提出了相應的準確分析和判斷液壓系統故障的方法。

關鍵詞：盾構機；液壓系統；故障分析；對策

一、引言

在日常機械運用中，無論機械哪個部位出問題都會導致機械本身不能使用，系統的故障與各元件的狀況和使用狀況有著密切聯系，本文通過對盾構機液壓系統中主要故障特征進行總結，分析了盾構機液壓系統主要故障產生的原因，并提出了相應的準確分析和判斷液壓系統故障的方法。

二、液壓系統常見故障原因分析及對策

1.頭部周期性下降原因分析及對策

推進過程中，由于泥土倉實際土壓力值低于理論值，使盾構機頭部周期性地下降。造成盾構機“磕頭”。實際操作中，應使泥土倉土壓力值略高于理論值，并在推進時按工況條件和地質情況在盾構機正面加入發泡劑、膨潤土和水等改良土體的添加劑，改良開挖面的土體。施工過程中要根據隧道的埋深、所在位置的土層狀況和地層變形量等信息的反饋，對土壓力設定值、推進速度和注漿量等施工參數及時地進行調整。

2.止推進后泥土倉土壓自動上升原因分析及對策

往前推進后，泡沫系統已關閉，但由于泡沫系統某個進氣閥故障，閥芯被卡住，進氣閥仍處于開啟狀態，壓力空氣繼續通過該進氣閥進入泥土倉，導致在盾構機停止往前推進后泥土倉出現土壓自動上升的現象。若出現此現象，首先關掉空氣壓縮機，打開壓縮空氣儲氣罐的放氣閥，放掉壓力空氣卸壓，直至泥土倉土壓不再上升為止。若泥土倉土壓上升幅度很大，為防止地表面隆起，啟動皮帶輸送機和螺旋輸送機，打開螺旋輸送機出土閘門，低速運轉螺旋輸送機，慢慢地出土，直至泥土倉土壓降至正常值為止；若泥土倉土壓上升幅度較小，不會引起地表面隆起，故不需要降低泥土倉土壓。同時，檢查泡沫系統空氣進氣閥，查明進氣閥閥芯被卡住的具體原因，修理或更換進氣閥，使進氣閥能正常打開和關閉。

工作人員在盾構機停止往前推進后，除正常檢查維修盾構機外，一般不要離開操作室，以保證盾構機在出現異常情況時，能及時發現，并采取措施。

3.磁閥電源漏電保護器跳閘原因分析及對策

源有ELB41～ELB45，分別控制不同區域的電磁閥。電磁閥電源跳閘的原因多為該電源下某個電磁閥接線短路，比如電磁閥接線處進水。電磁閥電源跳閘，如果合閘不上，則檢查對應的電磁閥，觀察電磁閥表面是否有水跡。如果沒有明顯跡象，則找到電磁閥對應的接線端子箱，通過拔下熔斷器斷開某個區域的電磁閥電源，測試并確定故障發生在哪個區域。確定區域之后，拔下所有的電磁閥熔斷器，用萬用表逐一測電磁閥接線電阻。如果某個電磁閥接線阻值很小幾乎為零，就說明該電磁閥發生短路。找到對應的電磁閥，對電源接線進行檢查。

4.星輪轉盤轉動慢或不轉原因分析及對策

（1）液壓系統壓力不夠。造成系統壓力不夠的原因有：一是由于液壓泵的效率降低。二由于單聯閥損壞或溢流閥調整的壓力不夠造成的。對于第一種原因造成的星輪轉盤過慢，可更換液壓泵解決。第二種原因造成的星輪轉動慢，可通過調整溢流閥壓力解決，如果單聯切換閥故障，可單聯閥解決。

（2）液壓馬達泄漏大或內部損壞。液壓馬達內部損壞、泄漏大會造成液壓馬達功率降低，輸出的么扭矩及功率較小，因而造成星輪轉盤轉動慢。處理方法：更換新馬達

（3）液壓馬達連接內花鍵嚴重磨損。馬達與星輪轉盤減速器通過花鍵連接如果馬達花鍵軸或者減速器輸入軸花鍵套磨損嚴重，都不能正常傳遞扭矩，導致星輪轉盤轉動慢或不轉動。處理方法更換馬達或更換減速器輸入軸。

5.履帶部不行走原因分析及對策

（1）液壓系統壓力不夠。其原因一是液壓泵效率降低或損壞，二是雙聯換向閥泄漏大或溢流閥調整值小。處理方法：一是更換液壓泵，二是調大溢流閥的壓力值或更換雙向換向閥。

（2）行走馬達故障。其原因有一是：先導管堵塞或漏液，二是馬達泄漏大或馬達內部故障。處理方法是更換新的先導管，二是更換行走液壓馬達。

（3）液壓馬達過載，安全閥調整壓力低。這種原因也會造成履帶不行走，處理方法：重新調整過載安全閥，

（4）行走制動器不能完全打開。如果掘進機行走時，其行走制動器不能完全打開將會加大行走阻力，導致行走困難或不行走。造成行走制動器不能完全打開的原因一是控制制動器的減壓閥或梭閥損壞，二是制動器泄漏或內部結構損壞，處理方法一是更換減壓閥或梭閥，二是更換制動器。

（5）履帶減速器內部驅動斷裂或行星機構齒輪、軸承損壞。判斷的方法是拆卸行走馬達，判斷馬達的運轉性能，如馬達完好無損，說明履帶減速機內部故障，或者用探棍耳朵檢測，如發現馬達運轉后，減速機內部有明顯雜音，且聲音較大不均勻，就可斷定行走減速器內部故障。處理方法是更換行走減速器。如果是減速機輸入軸（一軸）損壞，最簡單的方法是更換減速器的輸入軸。

6.液壓油溫度過高原因分析及對策

溫度超過70℃時掘進機的工作性能會大大較低，甚至會導致液壓系統發生故障。造成液壓油溫度超限的原因及處理方法如下：

（1）油箱的油量不足。油箱的油量不足，會導致液壓油循環加快，從而導致油溫迅速上升。處理方法是把液壓油加到規定油位。

（2）液壓油質量不良。如果液壓油內混入水分、固體顆粒等雜質，使液壓油的物理性能、化學性能明顯降低，液壓適應性較差，抗磨性能降低，在液壓循環過程中溫度會很快升高。處理方法是更換油箱的液壓油。

（3）油冷卻器水量不足或內部堵塞。液壓油依靠冷卻水進行降溫，如果冷卻水水量不足或冷卻器內部堵塞，都將不能實現正常的降溫。處理方法是如果因水的流量不足所致，可以調大水的流量開機作業時必須開水，如果因冷卻器內部堵塞所致，可拆卸清理冷卻器，或更換新的冷卻器。

（4）各溢流閥的調整值過高。各溢流閥的調整值過高，使掘進機的各液壓工作元件克服的負荷較大，功率增加，因而液壓油的溫度升高過快。處理方法是：高速各溢流閥，其壓力值適應。

（5）馬達的質量問題。馬達的質量問題會對液壓系統造成重大影響。劣質的液壓馬達，不僅使液壓油循環加快，功率降低，而且容易導致液壓油溫度升高，使液壓系統運轉不正常。處理方法是更換質量低劣的馬達。

7.液壓泵運轉異常原因分析及對策

異常主要表現為有異常聲響、發熱故障原因：油箱的量不足；吸油過濾器堵塞；液壓泵吸油側密封不好，進入空氣；安全閥調整值過高；液壓泵內部損壞。

處理方法：將油箱油量加足；打開油箱，清洗過濾器；對液壓泵吸油側進行密封緊固，杜絕進氣；調整溢流閥的整定值，使其壓力值適應；更換損壞的液壓泵。

三、總結

總之，設備進行認真細致的維修、保養，可防止設備零部件非正常磨損與損壞，減緩磨損程度，延長修理間隔期，減少維修費用。目前，在施工單位主要存在兩種形式的維修浪費：一是設備的失修。由于設備檢查的漏項，預測不準確或經費不足，對設備不重視，造成的設備失修現象，使本來較好的設備、較完善的功能由于某一零件或部件的失修而造成其他零件與功能的連鎖性急速損壞，設備性能狀況惡化。二是過剩維修。這是由于對設備進行過多的維修，以及過分追求設備性能的完好，如要求修舊如新等，造成的維修浪費。只要正確操作并謹慎維護，盾構機就能夠達到如下要求：1.通過正確操作和維護、使用適宜的潤滑劑進行充分潤滑、密切注意設備的運行狀態，就可以防止功能不正常；2.維護工作必須嚴謹實施，確保盾構機能夠安全可靠地運行，減少故障和停機次數。

參考文獻：

[1]王世明.工程機械液壓系統故障監測診斷技術現狀和發展趨勢[A].中國振動工程學會故障診斷專業委員會.2008年全國振動工程及應用學術會議暨第十一屆全國設備故障診斷學術會議論文集[C].中國振動工程學會故障診斷專業委員會，2008

[2]張軍霞.液壓系統故障診斷與維修典型案例的研究[D].北京：北京工業大學，2013

作者簡介：

溫銀萍（1976--）女，碩士，講師，陜西鐵路工程職業技術學院機電工程系教師，主要研究方向：機電一體化。