盾构机的维护保养及常见故障.docx
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盾构机的维护保养及常见故障
盾构机维护保养及故障率控制
盾构是一种集机械、电气、液压、测量和控制等多学科技术于一体、专用于地下隧道工程开挖重大工程装备。
它具有开挖速度快、质量高、人员劳动强度小、安全性高、对地表沉降和环境影响小等优点,与传统钻爆法隧道施工相比更具有明显优势,尤其在地质条件复杂、地下水位高而隧道埋深较大时,只能依赖盾构。
由于其机械化、自动化程度高,科技含量高,也相对提高了设备管理难度。
盾构机管理和维护保养采用日常保养、每周保养和强制保养相结合方式。
除了在盾构机工作中进行“日检”和“周检”保养外,每两周停机8~12h进行强制性集中维修保养。
在强制保养日,由机电工程师组织专业技术人员对其进行全面保养和维护。
设备进行认真细致维修、保养,可防止设备零部件非正常磨损与损坏,减缓磨损程度,延长修理间隔期,减少维修费用。
目前,在施工单位主要存在两种形式维修浪费:
一是设备失修。
由于设备检查漏项,预测不准确或经费不足,对设备不重视,造成设备失修现象,使本来较好设备、较完善功能由于某一零件或部件失修而造成其他零件与功能连锁性急速损坏,设备性能状况恶化。
二是过剩维修。
这是由于对设备进行过多维修,以及过分追求设备性能完好,如要求修旧如新等,造成维修浪费。
只要正确操作并谨慎维护,盾构机就能够达到如下要求:
(1)通过正确操作和维护、使用适宜润滑剂进行充分润滑、密切注意设备运行状态,就可以防止功能不正常;
(2)维护工作必须严谨实施,确保盾构机能够安全可靠地运行,减少故障和停机次数。
1.盾构机机械部分维护保养:
机械保养必须贯彻“养修并重,预防为主”原则,严格强调以保为主,以保代修,并严格执行保养、清洁、坚固、调整、润滑、防腐“十字作业法”。
保养可分为例行保养和定期保养。
例行保养在机械每班作业前后及运转中进行。
定期保养,除一级保养由操作人员进行外,二、三级保养以保修人员为主,操作人员配合共同进行,包括以下几种情况:
(1)一级保养:
主要在于维护机械完好技术状况,确保正常运转;
(2)二级保养:
以检查调整为中心,从外部检查设备工作情况,进行调整排除故障;
(3)三级保养:
对主要部位进行解体检查或用仪器检测,及时消除隐患。
设备修理是修复由于正常或不正常原因而造成设备损坏和精度劣化。
通过修理更换已经磨损、老化和腐蚀零部件,使设备性能得到恢复,其实质是对设备有形磨损进行补偿,其目是及时恢复机械设备技术状况,延长使用寿命。
盾构机内机械设备包括各种吊机行车,管片拼装机、喂片机、各种液压泵、电机等,对于它们维护保养工作也有所不同,由于在长江隧道工程施工中我们已经做了很详细维护保养手册,这里只是简单介绍一下盾构机主要机械部件维保内容。
各种吊机行车机械维护保养:
检查其刹车和限位开关功能;检查其钢丝绳是否有损伤,是否有断丝和扭曲;并每天对其所有需要润滑点进行润滑。
观片拼装机机械维护保养:
通过润滑脂油嘴润滑枢轴承、小齿轮、转向轮、摇动轴承、横梁左/右、横梁滑板、安装器转接;真空箱放水;检查液压马达齿轮箱油位是否需要补充。
各种电机和液压泵机械维护保养:
检查是否有异常噪音;检查液压泵是否有泄漏;检查轴承温度和密封;清洁所有液压泵及电机。
喂片机机械保养内容:
检查提升轮子运转情况;检查所有提升轮子轴是否有油脂打入;检查导向滑块有没有磨损;检查提升钢架有无破损,焊接处有无裂缝;检查液压牵引油缸和基座是否正常;液压牵引油缸铰接和基座打润滑油脂;检查牵引链条紧固和磨损情况。
2.盾构机液压系统维护保养:
据统计,盾构机液压系统故障中70%以上故障是由于油液污染而造成,其中75%以上是固体颗粒污染,液压油污染严重时,会导致液压元件磨损加剧出现故障,使液压系统工作性能变坏。
因此深入研究盾构机液压系统污染原因,并针对新盾构掘进施工以及维保等各个环节,采取必要污染控制方法,减少液压污染造成故障停机时间,提高盾构设备完好率,显得异常重要。
盾构机液压油污染原因及危害主要有以下几点:
(1)液压油氧化变质:
盾构机在工作时,液压系统由于各种压力损失产生大量热量,使系统液压油温度上升,系统温度过高时液压油容易氧化,氧化后会生成有机酸,有机酸会腐蚀金属元件,还会生成不溶于油胶状沉淀物,使液压油粘度增大,抗磨性能变差。
(2)液压油中混入水分和空气:
液压油新油有吸水性,含有微量水分;液压系统停止工作时系统温度降低,空气中水气凝结成水分子混入油中。
液压油中混入水分后,将降低液压油粘度,并促使液压油氧化变质,还会形成水气泡,使液压油润滑性能变差还会产生气蚀。
液压油能溶解部分空气,有时还会吸入气泡。
空气混入液压油中可加快液压油氧化变质,还会引起噪声、气蚀、振动等。
(3)液压油中混入颗粒污物:
液压系统及元件在加工、装配、储运中将污物混入系统中;使用中漏气或漏水后形成不溶物;使用中金属零部件磨损后产生磨屑;空气中灰尘混入等,这些都易形成液压油中颗粒污物。
液压油中混入颗粒污物,容易形成磨料磨损,降低液压油润滑性能,冷却性能。
固体颗粒污染原因有以下几种:
①液压系统本身原有残留杂质,如制造装配过程中产生,又未得到彻底清除;
②新油中含有杂质,因为油液流经油管和储存油液油桶含有杂质;
③隧道下作业环境恶劣,各种飞扬物质颗粒浸入液压系统;
④液压系统维护时拆装元件和管路等过程中造成污染物侵入,或加油、换油时使用了不洁过滤容器带进污染物等;
⑤来自机械摩擦、变形和化学反应等方面污染。
为保证盾构机正常掘进,就必须保证液压系统正常可靠工作,要保证液压系统正常可靠工作,必须对液压系统进行维护保养工作,其工作主要包括:
(1)定时检查盾构机设备油温,液压油工作温度过高对液压系统工作元件不利,同时会使液压油加速氧化。
一般盾构液压系统工作温度最好控制在65℃以下,盾构机液压系统工作温度以控制在80℃以下。
控制液压油工作温度主要是对液压系统冷却器性能控制,整个液压系统液压油油量合理控制,液压系统元器件负荷及转速控制。
(2)油箱要合理密封并装设高效能空气滤清器以防止尘土、水分进入;注入新油必须经过有效过滤,系统回油也应进行有效过滤;管路接头等连接处密封严密,防止尘土、水分和空气进入液压系统;活动件(如液压缸活塞杆端)必须装有防尘密封装置。
(3)定时对滤油器进行检查和净化。
液压系统油液污染度随着外界污染颗粒侵入率和系统内各种磨损颗粒数增加而增大,随着过滤比增大而减小,因此合理选择过滤比可有效地降低系统污染度。
固体颗粒是工程机械液压系统污染主要来源,通过合理选择滤油器过滤比是控制系统污染主要措施。
(4)定期更换液压油,更换液压油时必须将旧液压油放净,整个液压系统必须先清洁后,再注入新液压油。
3.盾构机气动系统维护保养
大直径气垫式泥水平衡盾构机,通过Samson气动控制系统控制和调节开挖仓液面高度和压力平衡.Samson气动控制系统是通过“气控气”实现控制,而“气控气”能够安全有效地进行控制和调节.特别是在盾构机突然断电情况下,“气控气”系统不会受到影响,而安全有效地完成任务.双套系统并联更为安全施工增加了保障.为了保证气动设备长期可靠地工作,所以要特别注重其维护保养工作.
3.1气动系统使用要求
在气动系统使用中,要按需求向气动系统提供清洁干燥压缩空气;保证油雾润滑元件得到必要润滑;保证气动原件和系统在规定工作条件(如压力、流量、电压等)下运行,保证气动系统密封性;保证执行器按预定要求工作等等.
3.2气动系统维护保养
维护保养工作原则是:
了解气动元件结构、原理、性能、特征及使用方法及注意事项;检查气动原件使用条件是否恰当;掌握元件寿命及其使用条件;事先了解故障易发生场所及预防措施;准备好管理手册,定期进行检查,预防事故发生;保证设备有迅速修理所需质良、价廉备件等.
日常维护工作主要任务是冷凝水排放、检查润滑油和空压机系统管理.冷凝水排放涉及整个气动系统,从空压机、储气罐、管道系统及空气过滤器、干燥机和自动排水器等.在停机时,应将各处冷却水排放掉.注意查看自动排水器是否工作正常,分水过滤器水杯内不应存水过量.
在气动装置运行时,应检查油雾器滴油量是否符合要求,油色是否正常,即油中不应混入灰尘和水分等,确保油品纯净度.
空压机系统日常管理工作是:
是否向冷却器供给冷却水;空压机有否异常声音和异常发热;润滑油位是否正常.
每周维护主要内容是漏气检查和油雾器管理.泄露原因见下表.严重泄露处必须立即处理,如软管破裂、连接处严重松动等.其它泄露应做好记录.
泄漏部位
泄漏原因
管子连接部位
连接部位松动
管接头连接部位
接头松动
软管
软管破裂或拉脱
空气过滤器排水阀
灰尘嵌入
空气过滤器水杯
水杯龟裂
减压阀阀体
紧固螺钉松动
油雾器器体
密封垫不良
油雾器油杯
油杯龟裂
减压阀溢流孔
灰尘嵌入溢流阀座,阀杆动作不良,膜片破裂.
油雾器调节针阀
针阀阀座损伤,针阀未紧固
换向阀阀体
密封不良,螺钉松动,压铸件不合格
换向阀排气孔
密封不良,弹簧折断或损伤,灰尘嵌入,气压不足
安全阀出口侧
压力调整不符合要求,弹簧折断,灰尘嵌入,密封圈损坏
气缸本体
密封圈磨损,螺钉松动,活塞杆损伤
每月或每季度维护工作应比每日每周工作更仔细,但仍只限于外部能检查范围.其主要内容是检查各处泄漏情况,紧固松动螺钉和管接头,检查换向阀排出气体质量,检查各调节部分灵活,检查各指示仪表正确性,检查电磁换向阀切换动作可靠性.具体维护内容见下表.
元件
维护内容
自动排水器
能否自动排水,手动操作装置能否正常工作
过滤器
过滤器两侧压差是否超过允许压降
减压阀
旋转手柄,压力可否调节.当系统压力为零时,观察压力表指针是否回零
换向阀排气孔
检查油雾喷出量,检查有无冷却水排出,检查有无漏气
电磁阀
检查线圈温升,检查切换动作是否正常
空压机
入口网眼有否堵塞
压力表
观察各处压力表是否在规定范围内
安全阀
使压力高于设定压力,观察安全阀能否溢流
其中检查换向阀排出空气质量是应注意如下几个方面:
一是了解排气阀中所含润滑油量是否适度,其方法是将一张清洁白纸放在换向阀排气口附近,阀在工作三至四个循环后,若白纸上有很轻斑点,表明润滑良好;二是了解排气中是否含有冷凝水;三是了解不该排气排气口是否有漏气.少量漏气预示着元件早期损伤.若润滑不良,应考虑油雾器安装位置是否恰当,滴油量调节是否合理,管理方法是否符合要求.如有冷却水排出,应考虑过滤器位置是否合适,各类除水元件设计和选用是否合理,冷却水管理是否符合要求.泄漏主要原因是阀内或马达内密封不良、复位弹簧生锈或折断、气压不足等所致.像安全阀、紧急开关法阀等,平时很少使用,定期检查时必须确认它们动作可靠性.检查时,让电磁换向阀反复切换,从切换声音可以判断阀工作是否正常.
4过滤器更换
4.1过滤器更换说明
4.1.1如果控制面板上故障指示灯变亮,或者经过长期停机闲置之后,则必须更换过滤器滤芯。
4.1.2过滤器更换安全说明:
1.在更换过滤器前,必须停止系统工作并卸压!
2.如果没有卸压而打开系统,则过滤器爆发性排空可导致设备损坏或人身伤害,高温油液可造成烧伤或灼伤;
3.损坏零件必须予以更换;
4.不得使用管钳或锤子来紧固过滤器接头。
4.2各种过滤器滤芯更换步骤
4.2.1回流过滤器滤芯更换
步骤:
1.关停设备并卸压;
2.卸下过滤器盖(3)固定螺钉,然后将其提起;
3.上提带滤芯
(2)过滤器壳体(5),将其卸下;
4.前后轻微晃动,从过滤器壳体(5)中取出滤芯
(2),检查滤芯表面是否有肉眼可见杂质,(出现可见微粒可以看作是设备部件即将出现故障一个警告信号);
5.清洗过滤器壳体(5);
6.检查过滤器头
(1)和过滤器盖(3)是否有损坏,损坏零部件必须予以更换;
7.确保O形圈(4)和过
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