淺析海瑞克盾構(gòu)機(jī)幾個(gè)常見(jiàn)機(jī)電故障的處理方法

摘 要：結(jié)合具體實(shí)例，分析推進(jìn)系統(tǒng)、油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)及同步注漿系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因，并對(duì)如何排除故障進(jìn)行了論述，以保證盾構(gòu)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機(jī)；推進(jìn)系統(tǒng)；油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)；同步注漿系統(tǒng)；故障排除

盾構(gòu)機(jī)是集機(jī)械、液壓、電氣與自動(dòng)化控制于一體的綜合性大型施工機(jī)械，以其優(yōu)質(zhì)、高速，安全的優(yōu)勢(shì)在地鐵隧道施工中被廣泛應(yīng)用，因此分析液壓系統(tǒng)故障，總結(jié)防治措施，顯得非常重要。現(xiàn)以以下故障的排除為例，簡(jiǎn)要介紹盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)、油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)及注漿系統(tǒng)。

1.推進(jìn)油缸故障

1.1故障現(xiàn)象：s-366盾構(gòu)機(jī)7#推進(jìn)油缸在推進(jìn)模式和拼裝模式下正常，當(dāng)信號(hào)斷開(kāi)時(shí)自動(dòng)泄壓。

1.2分析過(guò)程：上述情況可直接排除液壓泵1P001（如圖1）、先導(dǎo)油路加載閥1C007/V3（如圖1）及電路故障的可能性。若1C007/V3有故障，則推進(jìn)換向閥1C009/V3（如圖2）處于中位，油缸無(wú)任何動(dòng)作。導(dǎo)致上述情況發(fā)生的最大可能是圖2中的NG12處的單向閥失效，換新后仍無(wú)見(jiàn)好，隨后排除了圖2中V1和V6閥芯被卡死的可能性，最后在7#油缸A口加設(shè)單向閥和壓力表，在拼裝模式下伸油缸，當(dāng)A口壓力穩(wěn)定時(shí)斷開(kāi)信號(hào)，觀察A口壓力變化，發(fā)現(xiàn)壓力值緩慢減小，得知故障原因?yàn)橛透纵p微內(nèi)泄。更換油缸活塞密封組件后，故障消除。此故障屬于隱蔽性故障，一般情況下油缸內(nèi)泄會(huì)造成整組油缸無(wú)法加載，7#油缸的內(nèi)泄實(shí)屬于活塞密封前后形成微小阻尼孔，在信號(hào)正常時(shí)可以補(bǔ)償壓力損失，信號(hào)斷開(kāi)后無(wú)補(bǔ)償而導(dǎo)致泄壓。

2.推進(jìn)系統(tǒng)故障

2.1故障現(xiàn)象：S-365盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，在拼裝模式下，當(dāng)若干個(gè)推進(jìn)油缸伸縮時(shí)，有部分推進(jìn)油缸同時(shí)伸出，也就是所謂的油缸聯(lián)動(dòng)。

2.2分析過(guò)程：推進(jìn)油缸伸出時(shí)，油缸無(wú)桿腔充油，才會(huì)導(dǎo)致此故障。當(dāng)伸出油缸的前方有障礙物出現(xiàn)時(shí)，油缸的推進(jìn)力又很小，說(shuō)明出現(xiàn)故障油缸的壓力很小。檢查伸出油缸的推進(jìn)主閥V3（見(jiàn)圖2）未發(fā)現(xiàn)異常。根據(jù)推進(jìn)系統(tǒng)液壓原理圖，當(dāng)閥V3正常的情況下，油缸伸出時(shí)應(yīng)該是回油壓力將插裝閥V2（見(jiàn)圖2）頂開(kāi)，使得回油充入故障油缸的無(wú)桿腔而導(dǎo)致其伸出。在這樣的情況下，只能是回油的過(guò)濾器有一定的阻力而導(dǎo)致產(chǎn)生此故障。由于盾構(gòu)機(jī)的停置時(shí)間較長(zhǎng)，回油過(guò)濾器過(guò)濾效果不好，過(guò)濾前后存在足以頂開(kāi)插裝閥V2（見(jiàn)圖2）的壓力差，從而導(dǎo)致油缸伸出。更換回油過(guò)濾器后，故障消除。

3.油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)故障

3.1 故障現(xiàn)象：S366盾構(gòu)機(jī)黃油注脂泵不能自動(dòng)加注黃油至多點(diǎn)泵儲(chǔ)油箱。

3.2 故障分析：依次檢查黃油多點(diǎn)泵、黃油箱液位傳感器、IST泵后，發(fā)現(xiàn)均無(wú)常，將儲(chǔ)油箱打開(kāi)后清空箱內(nèi)黃油，仍然不能自動(dòng)加注；檢查PDV電腦，F(xiàn)6界面里出現(xiàn)“GREASE TANK-DRIVE UNIT-LEVEL EMPTY .12/26.5”故障報(bào)警。

下圖3是S366盾構(gòu)機(jī)的PLC程序中單獨(dú)截取黃油注脂泵自動(dòng)注脂程序，根據(jù)程序可知黃油注脂泵自動(dòng)工作需要滿足的條件，圖1中出現(xiàn)“12/26.3”、“12/26.5”、“12/31.3”、“12/31.4”、“12/31.6”、“12/31.8”。

如圖6和圖7，黃油注脂泵驅(qū)動(dòng)壓縮空氣閥工作，黃油注入盾體的黃油箱，在進(jìn)入黃油箱前有一個(gè)氣動(dòng)閥，氣動(dòng)閥打開(kāi)后，黃油才能進(jìn)入黃油箱。黃油注脂泵驅(qū)動(dòng)壓縮空氣閥和氣動(dòng)閥都是通過(guò)PLC程序控制，圖一Network 24中 “12/28.2” 和“12/29.1”分別是用來(lái)控制黃油注脂泵驅(qū)動(dòng)壓縮空氣閥和氣動(dòng)閥。

返回PLC程序，Network 23中“12/26.3”和“12/26.5”是邏輯與的關(guān)系，即當(dāng)兩個(gè)條件都滿足是，黃油注脂泵才處于等待自動(dòng)注脂狀態(tài)；Network 24中 “12/31.6” 和“12/31.8”是邏輯或的關(guān)系，即當(dāng)兩個(gè)條件滿足任何一個(gè)，黃油注脂泵都啟動(dòng)自動(dòng)注脂模式，當(dāng)處于自動(dòng)注脂模式下，即12/28.2” 和“12/29.1”都為1，黃油注脂泵驅(qū)動(dòng)壓縮空氣閥和氣動(dòng)閥都工作；Network 24中“12/31.3”和“12/31.4”是邏輯或的關(guān)系，即當(dāng)兩個(gè)條件滿足任何一個(gè)，黃油注脂泵都停止啟動(dòng)自動(dòng)注脂模式，即12/28.2” 和“12/29.1”都為0，黃油注脂泵驅(qū)動(dòng)壓縮空氣閥和氣動(dòng)閥都停止工作。

經(jīng)過(guò)上面分析得知：出現(xiàn)的“GREASE TANK-DRIVE UNIT-LEVEL EMPTY .12/26.5”故障報(bào)警是造成黃油注脂泵不能自動(dòng)加注的原因，更換限位開(kāi)關(guān)后，自動(dòng)加注正常，故障消除。

4.同步注漿系統(tǒng)故障

4.1 故障現(xiàn)象：S-365盾構(gòu)機(jī)的KSP注漿泵出現(xiàn)主活塞換向時(shí)油缸11、12不能更穩(wěn)過(guò)渡，伸縮不斷，沖擊大，噪音大，造成盤(pán)閥組件嚴(yán)重磨損。

4.2 分析過(guò)程：此液壓系統(tǒng)由液壓油控制各個(gè)閥，執(zhí)行換向、注入和反吸等動(dòng)作。液壓系統(tǒng)工作原理如下（如圖8）：

4.2.1 主液壓回路：當(dāng)電機(jī)開(kāi)啟、啟動(dòng)閥開(kāi)啟（處于左位）、調(diào)速閥6開(kāi)啟，低壓液壓油經(jīng)吸油濾芯3、截止閥、液壓泵2，變?yōu)楦邏阂簤河停?jīng)高壓油濾芯6、調(diào)速閥6、手動(dòng)閥7、三位四通閥8，進(jìn)入主油缸14，推動(dòng)主油缸14動(dòng)作，回油經(jīng)主油缸14、三位四通閥8、手動(dòng)閥7回到油箱。

4.2.2 輔助液壓回路：高壓液壓油給高壓油濾芯、單向閥、三位四通閥9、三位四通閥10， 分別進(jìn)入輔助油缸11和輔助油缸12，回油經(jīng)輔助油缸11或輔助油缸12、三位四通閥10、9，回到液壓油箱。

4.2.3 注漿泵的注漿過(guò)程控制：將手到閥7處于左位，開(kāi)啟調(diào)速按鈕，調(diào)速閥6打開(kāi)，此時(shí)由于壓力油的存在，閥9處于上位，假設(shè)閥10處于上位，此時(shí)輔助油路中油缸11縮回，油缸12 伸出，也就是注漿泵進(jìn)漿口打開(kāi)，出漿口關(guān)閉；由于輔助油路壓力油的存在，閥8處于下位，此時(shí)主油路壓力油給手動(dòng)閥8、閥8，進(jìn)入主油缸有桿腔，注漿泵吸漿；當(dāng)有桿腔的活塞處于左側(cè)插裝閥兩油管之間時(shí)插裝閥產(chǎn)生壓差打開(kāi)，壓力油經(jīng)左側(cè)插裝閥到閥10下側(cè)，閥10改變，處于下位，多余主高壓油給單向閥回到高壓油路，此時(shí)油缸11、12改變，注漿泵進(jìn)漿口關(guān)閉，出漿口打開(kāi)，輔助油路壓力油經(jīng)節(jié)流閥13作用到閥8，閥8改變，處于上位，主油缸改變方向，向右運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始注漿；當(dāng)主油缸活塞到右側(cè)插裝閥兩油管之間時(shí)，閥10再次改變，使用閥8改變，換向吸泵。

4.2.4 分析原因：主要是由于節(jié)流閥13流量過(guò)大，當(dāng)活塞到插裝閥位置時(shí)，閥10改變方位，節(jié)流閥開(kāi)啟過(guò)大，閥8馬上改變方位，作用在閥10上面的液壓油還沒(méi)有形成壓差，閥10再次改變方位，然后閥10由于閥8已經(jīng)改變方位，閥10再次改變，造成閥10在短時(shí)間不斷改變閥位，從而造成輔助油缸11、12換向頻繁，產(chǎn)生沖擊和噪聲。適當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥13的節(jié)流量后，故障消除。

5.結(jié)語(yǔ)

盾構(gòu)機(jī)是集機(jī)械、液壓、電氣與自動(dòng)化控制于一體的綜合性大型施工設(shè)備，其管理和維護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，正確的使用、維護(hù)、保養(yǎng)、檢修制度，可以有效的減少盾構(gòu)機(jī)故障發(fā)生頻率，提高盾構(gòu)掘進(jìn)施工的穩(wěn)定性和安全、可靠性。因此分析液壓系統(tǒng)故障，總結(jié)防治措施，是非常重要的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 海瑞克復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)液壓圖紙

[2] 海瑞克復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)電氣圖紙

[3] 陸望龍.液壓系統(tǒng)使用與維護(hù)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006

[4] 廖常初. S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)[M].第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008

作者簡(jiǎn)介：

何振強(qiáng)（1984—），男，漢族，寧夏西吉，工程師，大學(xué)本科，主要從事隧道、地鐵盾構(gòu)機(jī)械方面的施工與管理。