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资源描述
,盾构机常见故障案例分析和处理,开放交流 合作共赢,专业制造 专业服务,盾构是集机械、流体、液压、电气系统于一体,并进行综合统筹控制的设备。由于子系统繁多,控制点也多,因此出现故障是不可避免的。为了避免给正常施工造成不便,必须及时查出故障原因,并快速解决,才能够有效地加快施工进度、节约生产成本,创造良好的经济效益。 但是不断改进设备,提高设备的可靠性也是我公司不断追求的目标!,前 言,专业制造 专业服务,目 录,刀盘及主驱动系统,推进铰接系统,管片拼装系统,出渣系统,液压、流体系统常见故障,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,若要启动刀盘,必须保证所有的启动条件都已经满足。在相关的启动条件满足后,上位机相应显示项会变绿。如启动条件中有一项不变绿,就说明该项没有启动或启动功能出现故障,应立即对其进行检查,排除故障后启动。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,1、内循环水低液位报警 如果内循环水液位低于设定值,冷却泵会停止工作,引起空压机、驱动马达等冷却系统故障,最终停机。 处理措施:在水位低于设定报警值前及时加注蒸馏水直至报警取消。 2、 HBW脉冲计数低于最低值 如果HBW泵工作时脉冲计数低于最低设定值,在刀盘运行时间超过设定的保护值时,刀盘会自动停止转动。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,HBW油脂系统说明: TC1 HBW气动泵启动条件:HBW维修开关正常,油脂桶不空,调试模式或盾体、(螺机)阀至少有其一打开; 内、外(螺机)HBW密封控制模式:一分钟为一个控制周期,满足注脂启动条件情况下。前30秒打开外密封注入气动阀,当检测此路注入达到3个脉冲或者30秒时间到时关闭此路气动阀,随之打开内密封注脂气动阀,此路注脂脉冲达到2次或者20秒时间到时关闭此路气动阀(随之打开螺机注脂气动阀,此路注脂脉冲达到1次或者10秒时间到时关闭此路气动阀); TC1 HBW油脂泵在启动后,内、外密封(螺机密封)气动阀任何一路打开的情况下,TC1 HBW油脂泵即启动; 计数监视:内、外密封小于1次/min时即报警;内或者外密封持续两分钟检测脉冲都小于1次/min时即报警且停止刀盘;,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,处理措施: 观察HBW泵是否工作正常,是否有严重漏气等现象 观察进气压力是否过低而导致泵动作缓慢 观察泵出口压力是否过大,管路已堵塞 检查中盾部位HBW分配马达是否正常工作 检查有分配马达或者管路有没有堵塞和内部磨损的现象。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,3、主驱动内、外密封EP2压力低报警停机 多点泵持续启动1分钟后内/外EP2油脂密封压力没有达到0.4Bar时报警,延时一分钟后叫停刀盘。 多点泵启动1分钟后,当内/外密封压力小于0.4Bar报警,报警持续10分钟,报警叫停刀盘; 内/外密封压力大于6Bar报警;检查方法与HBW类似。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,4、主驱动泵软启动器跳闸 主要表现为在正常掘进过程中,软启动1/2开关突然出现故障跳闸并引起刀盘停止转动。 处理措施:首先要确定是不是由于温度过高,风扇没有及时开启降温引起跳闸。一般情况下在温度达到45度后风扇会自动开启降温,但是在一些恶劣环境下可能风扇开启后降温效果不是很好,温度会继续上升引起跳闸。如果是风扇不能及时降温的问题可以更改风扇的运行模式(由温度控制更改为运行控制),也就是说只要软启动开关一启,风扇就自动运行,降温效果显著提高,但是风扇的轴承寿命会大大简短。所以在没有必要的情况下不要更改运行模式。其次,也有可能是因为空气开关电流整定未调整好,这时候就得联系设计方取得参数资料并进行相应调整。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,5、主驱动变频柜进线铜排烧坏 在盾构机掘进过程中,主驱动泵突然跳闸,检查时发现是由于主驱动变频柜的一侧进线铜排烧坏引起。 分析原因:经现场检查,原因确定为铜排顶紧螺栓松懈,掘进时通过大电流引发起弧发热,致使铜排外面绝缘胶皮和壳体烧坏。 建议:为保证设备正常运转,必须定期对盾构关键电气元件接线端子(软启动器、变频器、高压相变、高压隔离开关、主断路器、无功补偿系统、主接触器等)的螺栓紧固力进行检查,达到要求的扭矩。特别是对于一些硬岩地层中掘进的盾构,本身震动较大,螺栓在长期震动过程中容易松懈,所以要定期进行复紧。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,6、刀盘扭矩增大、总推力上升、速度下降 软土地层:在盾构掘进过程中,如突然出现刀盘扭矩增大、总推力上升等现象,首先检查渣土改良系统。一般都是由于泡沫注入不顺畅,造成渣土改良不善引起,检查管路是否堵塞,如堵塞尽快查明原因并解决。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,在广州、深圳、北京、大连、成都等复合式地层以及像重庆泥岩和砂岩地层中掘进时,除了要考虑渣土改良系统的影响,更要注意刀具磨损带来的影响。滚刀的大面积磨损或损坏会严重影响刀盘扭矩、推力、推进速度等参数。在这些地层中,除了定期开仓检查更换刀具外,如发现参数变化较大,应立即停机检查刀具,以免造成其他严重后果。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,刀具偏磨,合金脱落,滚刀端盖脱落,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,滚刀异常损坏的原因 (1)检查不及时,检查间隔时间过长。刀具在硬岩工况下工作,要承受较大的振动与冲击,容易造成刀具螺栓失效,检查不及时,检查间隔时间过长,使刀具长期在不可控状态下工作,极易导致刀具异常损坏。 (2)总推进力过大,容易造成刀具过载,发生刀具轴承、刀圈等异常损坏。贯入度过大,容易造成刀具受轴向力增大,发生因密封漏油导致轴承损坏,刀圈移位或断裂等异常损坏。以重庆某项目为例,在前期施工过程中,采用的掘进模式多为软岩施工时的掘进参数,即大推力,低转速,大贯入度,总推力经常达到1800T,减去盾体与岩层的摩擦力和岩渣对刀盘的阻力等等,剩下的力全部由超前布置的44把滚刀承受,每把刀承受的力已经超过了该刀的额定承载(大约25T),所以长时间的过载造成了滚刀的大量损坏和刀座的变形。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,(3)刀具安装质量差。因检查间隔时间长,使刀具长期在不可控状态下工作,一旦发生螺栓失效,将导致刀具产生移位或晃动,并在振动和冲击作用下,进一步损坏刀座和楔紧块,从而使刀具安装的配合面受到损坏,以至于发生联锁反应,导致后期刀具大面积出现问题。如下图所示,到安装斜面不到位差1.1mm时,刀高就会变动5.7mm。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,建议: (1)及时检查刀具、减小刀具检查间隔 每次换完刀具掘进第一环后,开仓检查换刀质量,掘进15环或每天安排专门时间,定时进行刀具检查。 (2)合理选择掘进参数,确保刀具工况 合理选择总推进力,确保刀具不过载,特别要关注掘进姿态和盾尾铰接压力变化。合理选择刀盘转速,硬岩工况下,建议采用高转速3.54.5rpm左右(1200KW)。控制刀具贯入度,建议810mm/rpm。 (3)注意刀具安装质量 结合面清洁无夹渣(特别是要注意掘进期间,刀具螺栓松动后的结合面清洁,需重新安装);刀座、楔紧块结合面无损伤;螺栓及螺孔质量要保证;在螺栓紧固时,要对楔紧块敲击震动,确保安装到位;螺栓紧固要保证紧固力矩。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,7、主驱动电机减速机的扭矩限制器脱开 驱动电机与减速机之间用扭矩限制器连接,一般将扭矩限制器的脱扣扭矩设置为规定的额定扭矩,当刀盘扭矩过载时,扭矩限制器脱开,从而起到保护电机与减速机连接轴的作用。一般常见故障为:在掘进过程中,刀盘扭矩未达到额定扭矩,但某组电机减速机显示过载而跳闸。原因为扭矩限制器出厂调定未达到额定扭矩标准,需要重新调整。,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,专业制造 专业服务,专业制造 专业服务,刀盘及主驱动系统,8、内、外密封跑道磨损 原因: 使用寿命内正常的接触磨损 。 EP2润滑油脂注入量不足,加速了磨损速度。 HBW注入量不够,导致土仓内的渣土进入跑道,造成磨损。严重时,油脂进入主驱动齿轮箱。,专业制造 专业服务,推进系统,专业制造 专业服务,推进系统,1、某组油缸工作不稳定 主要表现为在低负载掘进过程中,某一组油缸压力调节控制不灵敏。 原因分析:这属于正常现象,主要原因是推进系统的四组调速阀由同一电位控制,并且四组调速阀通过流量不可能做到完全相同。 例如:C组调速阀原厂家设定通过流量可能比其它三组要稍微低点,在刀盘前部负载较低的情况下,总推进压力低,主控室反映出的负载就低。A、B、D三组油缸的溢流阀没有达到溢流压力不溢流,所以油量会向三组阀块一直供给,而C组调速阀因为通过油量不足而压力下降,甚至为零。此时只要下降其它三组压力,C组通过流量增加压力便会回升,这是在C组压力下降情况下的原因分析,反之也是同一道理。这种设计有利于推力的集中控制,四组油缸会相互影响,不会引起姿态的大幅度变动。而小松盾构是通过每组的比例减压阀独立控制单组的推进压力 。,专业制造 专业服务,推进系统,2、推进油缸内泄 以一项目为例,在正常掘进的过程中,其中有3根油缸经常存在顶不到管片的现象,它们分别在不同的组。 证明方法:在管片拼装模式下,通过将推进油缸顶紧管片,拆开油缸回油管路,继续加压伸出油缸时,由于油缸行程未改变,油缸回油口有液压油源源不断地流出(见附图),因此证明该油缸内泄。油缸内泄会造成伸出动作不正常,最终影响正常推进。,专业制造 专业服务,推进铰接系统,3、铰接油缸伸出量大,无法缩回 出现此类情况,一般为盾尾被卡所致,尝试用手动回收盾尾 ,多次尝试后仍不能缩回的情况下,必须在盾尾和中盾之间焊接连接钢板以防止铰接油缸继续伸出,在掘进到盾尾脱困以后继续恢复原状。另外也可以根据现场实际情况在铰接位置增加几个拉杆,通过拉杆用力回收盾尾。,专业制造 专业服务,铰接系统,4、盾尾铰接环与中盾连接部位变形引起漏水(少见) 此类现象常见于改造后的旧泥水盾构,铰接密封已不能起到应有的密封作用,导致盾尾铰接处漏水。所以应提前制定铰接密封的漏水应急预案:,专业制造 专业服务,铰接系统,铰接部位设有三种注入口: A孔:用于向铰接密封加注油脂,防止铰接密封的渗透泄漏,沿圆周有6个。 B孔:使用气囊式密封时,从B孔向气囊注入工业压力气体。 C孔:紧急情况下用于加注聚氨酯密封,沿圆周有6个。 正常施工过程中,要及时检查压环方头螺钉(M16x70)松紧程度,适当调整压环方头螺钉的紧固程度来进行增强密封效果。方头螺钉从自由状态下(外漏20mm)旋进16mm后,铰接密封会增高7mm。,专业制造 专业服务,铰接系统,当铰接密封漏水时,首先调整绞接油缸行程及盾构机姿态,再调整压环方头螺钉的紧固程度。建议平时掘进中加强盾构机掘进姿态控制,避免大幅度的调整盾构机姿态,每环盾构机姿态调整控制在4mm以内,减小铰接油缸长度差,尽量将长度差控制在25mm以内。 在异常情况下盾尾严重漏水时,应急预防措施: 1.现场配备聚氨酯材料及其注入装置,并备有棉絮和遇水膨胀橡胶材料(止水条)。 2.在A孔接入EP2油脂管,通常情况下关闭球阀,以免注入压力过大损坏橡胶密封。在紧急情况发生时,开启A孔管路球阀,加注油脂,推动橡胶密封弥补泄露缝隙。,专业制造 专业服务,铰接系统,3.启用紧急气囊密封(紧急气囊启用后,只能停机不能掘进,以防气囊被活动的铰接挤破)。 若紧急气囊破裂漏气,将B孔接入EP2油脂管,开启EP2注入系统,填充中盾与盾尾之间空隙,达到密封效果。 4.在C处添加三通,一路接盾尾油脂注入装置,另一路接聚氨酯注入装置。铰接密封处漏水量不大时,可开启盾尾油脂注入系统,密封漏水空隙;当泄漏量很大时,可开启聚氨酯注入系统,填充尾盾之
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