例析機、電、液、PLC在盾構推進系統故障排除中的綜合應用

2018-10-17 03:22:26高瑞蘭

現代制造技術與裝備 2018年9期

關鍵詞：故障系統

高瑞蘭

（濟南市技師學院，濟南 250000）

盾構機綜合機械、電氣、液壓、PLC等多個學科技術為一體的工程裝備，普遍應用于地鐵隧道、城市供水、過江隧道等工程項目。推進系統為盾構機提供前進動力，是盾構機多個系統中比較重要的系統。

1 盾構機推進系統

1.1 推進系統的功能和結構

盾構機推進系統為盾構機掘進提供推力，保證盾構機的正常掘進。根據其工作特點，一般采用液壓形式，由液壓泵、推進缸、液壓閥、管路附件和控制系統等部分組成。

推進缸安裝在中盾密封隔板后部，并沿中盾四周均勻分布，由液壓泵提供高壓油，通過各種集成閥塊的控制，將整個盾構機上的推進缸均勻分組并進行控制，從而實現盾構姿態的調整、糾偏、精確控制的目的，使盾構機依照預定的軌跡前進。

1.2 推進系統的工作原理

圖1為某盾構機推進缸布置，推進缸Z1～Z32，共有32個，其中，Z8、Z18、Z24、Z32是帶有位移傳感器的油缸，通過這四個推進缸可以在主控室中顯示各自代表組的油缸行程。油缸在布置上按雙缸間隔均勻布置，被分配以16個不同的編號1～16，按上下左右分為四組，A組包括圓周右方的Z2、Z3、Z4、Z5。圖2詳細給出了A組推進缸控制閥和2號油缸的回路，B、C、D組油缸的回路和A組相同。

盾構機在掘進過程中有兩種工作模式：一種是掘進模式，另一種是管片拼裝模式。在掘進模式下，通過調節電磁比例控制閥TJ100和閥TJ110輸出的電信號來控制盾構機的掘進，通過閥TJ100可以控制該組油缸的流量，通過閥TJ110可以控制該組油缸的壓力。在盾構機需要調節方向時，控制閥TJ110在保證該組油缸流量充足的條件下調節閥TJ100增加或減小該組油缸的液壓油壓力，從而實現盾構機的方向調節；在管片拼裝模式下，PLC控制系統根據設定值向控制閥TJ100和閥TJ120輸出電信號，通過閥TJ120增大該組油缸的流量，通過閥TJ100控制該組油缸的工作壓力。拼裝模式下伸油缸時三位四通換向閥閥芯在右側實現油缸伸出，拼裝模式下縮油缸時閥TJ403先打開將油缸無桿腔的高壓油泄壓后，閥TJ803和閥TJ145再同時動作，實現油缸的快速縮回。

圖1 推進缸分布圖

圖2 推進系統A組原理圖

1.3 推進啟動條件

推進系統啟動必須滿足一系列條件，如圖3所示。

2 某盾構機推進系統故障排查[1-3]

2.1 排除操作不當的原因

首先要排除操作原因導致故障，查看上位機有無報警記錄，推進允許啟動條件是否滿足等，例如：輔助系統條件未滿足，上位機參數設置不當，鉸接位移等參數超出推進允許范圍。

圖3 推進啟動條件

2.2 推進缸故障排查

2.2.1 具體表現

某盾構機掘進過程中，6號推進缸不能伸出，但其余推進缸都能正常調節伸出。

處理措施：根據工作原理，首先檢查6號推進缸管路連接是否正常，再根據原理圖判斷找到相應的控制閥塊，然后采用壓力表對閥塊進油進行壓力檢測，檢測是否有壓力存在，再采用手動方式進行換向閥換向，若油缸能動作，說明電氣問題，這時需要找到電氣圖的相應問題。電氣上主要檢查電磁閥插頭和相關線路是否有損壞、接觸不良的現象。

2.2.2 故障排除過程

（1）機械排查。檢查管路連接正常，排除機械故障。

（2）液壓排查。用油壓表測閥塊進油壓力正常，通過手動控制電磁換向閥伸出側閥芯，6號油缸能夠伸出，排除液壓故障。如圖4和圖5所示，三位四通換向閥的TJ150電磁閥得電為6號油缸的伸出。