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1、,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
2、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
3、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
4、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6Ba
5、r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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、，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
11、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
12、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
13、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），
14、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
15、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
16、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
