盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障原因分析及對(duì)策

摘 要：在日常機(jī)械運(yùn)用中，無(wú)論機(jī)械哪個(gè)部位出問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械本身不能使用，系統(tǒng)的故障與各元件的狀況和使用狀況有著密切聯(lián)系，本文通過(guò)對(duì)盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)中主要故障特征進(jìn)行總結(jié)，分析了盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)主要故障產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的準(zhǔn)確分析和判斷液壓系統(tǒng)故障的方法。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機(jī)；液壓系統(tǒng)；故障分析；對(duì)策

一、引言

在日常機(jī)械運(yùn)用中，無(wú)論機(jī)械哪個(gè)部位出問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械本身不能使用，系統(tǒng)的故障與各元件的狀況和使用狀況有著密切聯(lián)系，本文通過(guò)對(duì)盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)中主要故障特征進(jìn)行總結(jié)，分析了盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)主要故障產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的準(zhǔn)確分析和判斷液壓系統(tǒng)故障的方法。

二、液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障原因分析及對(duì)策

1.頭部周期性下降原因分析及對(duì)策

推進(jìn)過(guò)程中，由于泥土倉(cāng)實(shí)際土壓力值低于理論值，使盾構(gòu)機(jī)頭部周期性地下降。造成盾構(gòu)機(jī)“磕頭”。實(shí)際操作中，應(yīng)使泥土倉(cāng)土壓力值略高于理論值，并在推進(jìn)時(shí)按工況條件和地質(zhì)情況在盾構(gòu)機(jī)正面加入發(fā)泡劑、膨潤(rùn)土和水等改良土體的添加劑，改良開(kāi)挖面的土體。施工過(guò)程中要根據(jù)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(duì)土壓力設(shè)定值、推進(jìn)速度和注漿量等施工參數(shù)及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整。

2.止推進(jìn)后泥土倉(cāng)土壓自動(dòng)上升原因分析及對(duì)策

往前推進(jìn)后，泡沫系統(tǒng)已關(guān)閉，但由于泡沫系統(tǒng)某個(gè)進(jìn)氣閥故障，閥芯被卡住，進(jìn)氣閥仍處于開(kāi)啟狀態(tài)，壓力空氣繼續(xù)通過(guò)該進(jìn)氣閥進(jìn)入泥土倉(cāng)，導(dǎo)致在盾構(gòu)機(jī)停止往前推進(jìn)后泥土倉(cāng)出現(xiàn)土壓自動(dòng)上升的現(xiàn)象。若出現(xiàn)此現(xiàn)象，首先關(guān)掉空氣壓縮機(jī)，打開(kāi)壓縮空氣儲(chǔ)氣罐的放氣閥，放掉壓力空氣卸壓，直至泥土倉(cāng)土壓不再上升為止。若泥土倉(cāng)土壓上升幅度很大，為防止地表面隆起，啟動(dòng)皮帶輸送機(jī)和螺旋輸送機(jī)，打開(kāi)螺旋輸送機(jī)出土閘門，低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋輸送機(jī)，慢慢地出土，直至泥土倉(cāng)土壓降至正常值為止；若泥土倉(cāng)土壓上升幅度較小，不會(huì)引起地表面隆起，故不需要降低泥土倉(cāng)土壓。同時(shí)，檢查泡沫系統(tǒng)空氣進(jìn)氣閥，查明進(jìn)氣閥閥芯被卡住的具體原因，修理或更換進(jìn)氣閥，使進(jìn)氣閥能正常打開(kāi)和關(guān)閉。

工作人員在盾構(gòu)機(jī)停止往前推進(jìn)后，除正常檢查維修盾構(gòu)機(jī)外，一般不要離開(kāi)操作室，以保證盾構(gòu)機(jī)在出現(xiàn)異常情況時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并采取措施。

3.磁閥電源漏電保護(hù)器跳閘原因分析及對(duì)策

源有ELB41～ELB45，分別控制不同區(qū)域的電磁閥。電磁閥電源跳閘的原因多為該電源下某個(gè)電磁閥接線短路，比如電磁閥接線處進(jìn)水。電磁閥電源跳閘，如果合閘不上，則檢查對(duì)應(yīng)的電磁閥，觀察電磁閥表面是否有水跡。如果沒(méi)有明顯跡象，則找到電磁閥對(duì)應(yīng)的接線端子箱，通過(guò)拔下熔斷器斷開(kāi)某個(gè)區(qū)域的電磁閥電源，測(cè)試并確定故障發(fā)生在哪個(gè)區(qū)域。確定區(qū)域之后，拔下所有的電磁閥熔斷器，用萬(wàn)用表逐一測(cè)電磁閥接線電阻。如果某個(gè)電磁閥接線阻值很小幾乎為零，就說(shuō)明該電磁閥發(fā)生短路。找到對(duì)應(yīng)的電磁閥，對(duì)電源接線進(jìn)行檢查。

4.星輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慢或不轉(zhuǎn)原因分析及對(duì)策

（1）液壓系統(tǒng)壓力不夠。造成系統(tǒng)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(lián)閥損壞或溢流閥調(diào)整的壓力不夠造成的。對(duì)于第一種原因造成的星輪轉(zhuǎn)盤過(guò)慢，可更換液壓泵解決。第二種原因造成的星輪轉(zhuǎn)動(dòng)慢，可通過(guò)調(diào)整溢流閥壓力解決，如果單聯(lián)切換閥故障，可單聯(lián)閥解決。

（2）液壓馬達(dá)泄漏大或內(nèi)部損壞。液壓馬達(dá)內(nèi)部損壞、泄漏大會(huì)造成液壓馬達(dá)功率降低，輸出的么扭矩及功率較小，因而造成星輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慢。處理方法：更換新馬達(dá)

（3）液壓馬達(dá)連接內(nèi)花鍵嚴(yán)重磨損。馬達(dá)與星輪轉(zhuǎn)盤減速器通過(guò)花鍵連接如果馬達(dá)花鍵軸或者減速器輸入軸花鍵套磨損嚴(yán)重，都不能正常傳遞扭矩，導(dǎo)致星輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慢或不轉(zhuǎn)動(dòng)。處理方法更換馬達(dá)或更換減速器輸入軸。

5.履帶部不行走原因分析及對(duì)策

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

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

（3）液壓馬達(dá)過(guò)載，安全閥調(diào)整壓力低。這種原因也會(huì)造成履帶不行走，處理方法：重新調(diào)整過(guò)載安全閥，

（4）行走制動(dòng)器不能完全打開(kāi)。如果掘進(jìn)機(jī)行走時(shí)，其行走制動(dòng)器不能完全打開(kāi)將會(huì)加大行走阻力，導(dǎo)致行走困難或不行走。造成行走制動(dòng)器不能完全打開(kāi)的原因一是控制制動(dòng)器的減壓閥或梭閥損壞，二是制動(dòng)器泄漏或內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，處理方法一是更換減壓閥或梭閥，二是更換制動(dòng)器。

（5）履帶減速器內(nèi)部驅(qū)動(dòng)斷裂或行星機(jī)構(gòu)齒輪、軸承損壞。判斷的方法是拆卸行走馬達(dá)，判斷馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，如馬達(dá)完好無(wú)損，說(shuō)明履帶減速機(jī)內(nèi)部故障，或者用探棍耳朵檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)后，減速機(jī)內(nèi)部有明顯雜音，且聲音較大不均勻，就可斷定行走減速器內(nèi)部故障。處理方法是更換行走減速器。如果是減速機(jī)輸入軸（一軸）損壞，最簡(jiǎn)單的方法是更換減速器的輸入軸。

6.液壓油溫度過(guò)高原因分析及對(duì)策

溫度超過(guò)70℃時(shí)掘進(jìn)機(jī)的工作性能會(huì)大大較低，甚至?xí)?dǎo)致液壓系統(tǒng)發(fā)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(huì)導(dǎo)致液壓油循環(huán)加快，從而導(dǎo)致油溫迅速上升。處理方法是把液壓油加到規(guī)定油位。

（2）液壓油質(zhì)量不良。如果液壓油內(nèi)混入水分、固體顆粒等雜質(zhì)，使液壓油的物理性能、化學(xué)性能明顯降低，液壓適應(yīng)性較差，抗磨性能降低，在液壓循環(huán)過(guò)程中溫度會(huì)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(nèi)部堵塞。液壓油依靠冷卻水進(jìn)行降溫，如果冷卻水水量不足或冷卻器內(nèi)部堵塞，都將不能實(shí)現(xiàn)正常的降溫。處理方法是如果因水的流量不足所致，可以調(diào)大水的流量開(kāi)機(jī)作業(yè)時(shí)必須開(kāi)水，如果因冷卻器內(nèi)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(diào)整值過(guò)高。各溢流閥的調(diào)整值過(guò)高，使掘進(jìn)機(jī)的各液壓工作元件克服的負(fù)荷較大，功率增加，因而液壓油的溫度升高過(guò)快。處理方法是：高速各溢流閥，其壓力值適應(yīng)。

（5）馬達(dá)的質(zhì)量問(wèn)題。馬達(dá)的質(zhì)量問(wèn)題會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)造成重大影響。劣質(zhì)的液壓馬達(dá)，不僅使液壓油循環(huán)加快，功率降低，而且容易導(dǎo)致液壓油溫度升高，使液壓系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。處理方法是更換質(zhì)量低劣的馬達(dá)。

7.液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)異常原因分析及對(duì)策

異常主要表現(xiàn)為有異常聲響、發(fā)熱故障原因：油箱的量不足；吸油過(guò)濾器堵塞；液壓泵吸油側(cè)密封不好，進(jìn)入空氣；安全閥調(diào)整值過(guò)高；液壓泵內(nèi)部損壞。

處理方法：將油箱油量加足；打開(kāi)油箱，清洗過(guò)濾器；對(duì)液壓泵吸油側(cè)進(jìn)行密封緊固，杜絕進(jìn)氣；調(diào)整溢流閥的整定值，使其壓力值適應(yīng)；更換損壞的液壓泵。

三、總結(jié)

總之，設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的維修、保養(yǎng)，可防止設(shè)備零部件非正常磨損與損壞，減緩磨損程度，延長(zhǎng)修理間隔期，減少維修費(fèi)用。目前，在施工單位主要存在兩種形式的維修浪費(fèi)：一是設(shè)備的失修。由于設(shè)備檢查的漏項(xiàng)，預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確或經(jīng)費(fèi)不足，對(duì)設(shè)備不重視，造成的設(shè)備失修現(xiàn)象，使本來(lái)較好的設(shè)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(shè)備性能狀況惡化。二是過(guò)剩維修。這是由于對(duì)設(shè)備進(jìn)行過(guò)多的維修，以及過(guò)分追求設(shè)備性能的完好，如要求修舊如新等，造成的維修浪費(fèi)。只要正確操作并謹(jǐn)慎維護(hù)，盾構(gòu)機(jī)就能夠達(dá)到如下要求：1.通過(guò)正確操作和維護(hù)、使用適宜的潤(rùn)滑劑進(jìn)行充分潤(rùn)滑、密切注意設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，就可以防止功能不正常；2.維護(hù)工作必須嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)施，確保盾構(gòu)機(jī)能夠安全可靠地運(yùn)行，減少故障和停機(jī)次數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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

作者簡(jiǎn)介：

溫銀萍（1976--）女，碩士，講師，陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系教師，主要研究方向：機(jī)電一體化。