摘 要：結(jié)合具體實例，分析推進系統(tǒng)、油脂潤滑系統(tǒng)及同步注漿系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因，并對如何排除故障進行了論述，以保證盾構(gòu)機正常運轉(zhuǎn)。

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

盾構(gòu)機是集機械、液壓、電氣與自動化控制于一體的綜合性大型施工機械，以其優(yōu)質(zhì)、高速，安全的優(yōu)勢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?，F(xiàn)以以下故障的排除為例，簡要介紹盾構(gòu)機的推進系統(tǒng)、油脂潤滑系統(tǒng)及注漿系統(tǒng)。

1.推進油缸故障

1.1故障現(xiàn)象：s-366盾構(gòu)機7#推進油缸在推進模式和拼裝模式下正常，當(dāng)信號斷開時自動泄壓。

1.2分析過程：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，則推進換向閥1C009/V3（如圖2）處于中位，油缸無任何動作。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，換新后仍無見好，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)定時斷開信號，觀察A口壓力變化，發(fā)現(xiàn)壓力值緩慢減小，得知故障原因為油缸輕微內(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)泄會造成整組油缸無法加載，7#油缸的內(nèi)泄實屬于活塞密封前后形成微小阻尼孔，在信號正常時可以補償壓力損失，信號斷開后無補償而導(dǎo)致泄壓。

2.推進系統(tǒng)故障

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

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

3.油脂潤滑系統(tǒng)故障

3.1 故障現(xiàn)象：S366盾構(gòu)機黃油注脂泵不能自動加注黃油至多點泵儲油箱。

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

下圖3是S366盾構(gòu)機的PLC程序中單獨截取黃油注脂泵自動注脂程序，根據(jù)程序可知黃油注脂泵自動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)動壓縮空氣閥工作，黃油注入盾體的黃油箱，在進入黃油箱前有一個氣動閥，氣動閥打開后，黃油才能進入黃油箱。黃油注脂泵驅(qū)動壓縮空氣閥和氣動閥都是通過PLC程序控制，圖一Network 24中 “12/28.2” 和“12/29.1”分別是用來控制黃油注脂泵驅(qū)動壓縮空氣閥和氣動閥。

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

經(jīng)過上面分析得知：出現(xiàn)的“GREASE TANK-DRIVE UNIT-LEVEL EMPTY .12/26.5”故障報警是造成黃油注脂泵不能自動加注的原因，更換限位開關(guān)后，自動加注正常，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)機的KSP注漿泵出現(xiàn)主活塞換向時油缸11、12不能更穩(wěn)過渡，伸縮不斷，沖擊大，噪音大，造成盤閥組件嚴(yán)重磨損。

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

4.2.1 主液壓回路：當(dāng)電機開啟、啟動閥開啟（處于左位）、調(diào)速閥6開啟，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?，?jīng)高壓油濾芯6、調(diào)速閥6、手動閥7、三位四通閥8，進入主油缸14，推動主油缸14動作，回油經(jīng)主油缸14、三位四通閥8、手動閥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 注漿泵的注漿過程控制：將手到閥7處于左位，開啟調(diào)速按鈕，調(diào)速閥6打開，此時由于壓力油的存在，閥9處于上位，假設(shè)閥10處于上位，此時輔助油路中油缸11縮回，油缸12 伸出，也就是注漿泵進漿口打開，出漿口關(guān)閉；由于輔助油路壓力油的存在，閥8處于下位，此時主油路壓力油給手動閥8、閥8，進入主油缸有桿腔，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插裝閥產(chǎn)生壓差打開，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，此時油缸11、12改變，注漿泵進漿口關(guān)閉，出漿口打開，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，向右運動，開始注漿；當(dāng)主油缸活塞到右側(cè)插裝閥兩油管之間時，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流量過大，當(dāng)活塞到插裝閥位置時，閥10改變方位，節(jié)流閥開啟過大，閥8馬上改變方位，作用在閥10上面的液壓油還沒有形成壓差，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

盾構(gòu)機是集機械、液壓、電氣與自動化控制于一體的綜合性大型施工設(shè)備，其管理和維護是一個系統(tǒng)性工程，正確的使用、維護、保養(yǎng)、檢修制度，可以有效的減少盾構(gòu)機故障發(fā)生頻率，提高盾構(gòu)掘進施工的穩(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：

[1] 海瑞克復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機液壓圖紙

[2] 海瑞克復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機電氣圖紙

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

作者簡介：

何振強（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)機械方面的施工與管理。