浅谈盾构机推进系统与故障

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1、浅谈盾构机推进系统与故障【摘要】本文就盾构机推进系统的构成出发，阐述了其基本构造以及运行条件，并对其故障及其产生原因，解决措施进行了简耍的分析。【关键词】盾构机；推进系统；故障1盾构机推进系统1.1盾构机推进系统构成由于盾构机在进行掘进的过程中，会遇到土层、岩石的阻挡，导致其整体受到的地表阻力不均匀，容易出现方向的偏差；此外，其涉及线路往往需要转弯、扭曲，若只依靠单纯的液压缸动力，则难以实现。因此要依靠推进系统调节液压缸来调整盾构机，通过实现扭矩来完成预定的效果。每个盾构机屮都含冇许多个液压缸，若是根据盾构机的直径已经工作需求，将不同的液压缸进行单独设计，则会耗费大量的人

2、力与物力，且不能很好地满足工作要求。因此，在设计液压缸时，往往采用分组编制的方式，通过不同的组别进行控制。如图1:图1盾构机液压推进系统图1.电动机；2•变量泵；3•单向阀；4.比例溢流阀；5、10.比例减压阀;6•二位四通换向阀；7.液压缸（带行程传感器）；&液压缸（不带行程传感器）；9•二位二通换向阀；11•压力传感器:12.三位四通换向阀；13•压力表在实际的操作与运用中，盾构机推进系统十分复杂，为了叙述清晰,本文在不破坏推进系统基本工作原理的基础上,将推进系统每个组成部分简化为2个液压缸，如图所示。忽略该盾构机的直径，其液压推进系统屮•共有22个液压缸，在其基础上

3、将其分类，分为4个组成部分。而每一个组成部分中的液压缸数量相同，将该4个组成部分分为1、2、3和4,山图可见，笫4部分即最下部分的液压缸有7个，数量最多，而1、2和3部分的液压缸数量都是5个，其液压缸数量分布的不同主要是依据盾构推进系统工作要求来决定的，在工作时，不同组成部分所受到的阻力不同，其最下部分受到的阻力最大，因此所需耍的液压缸的数量最多。这也是所有盾构机推进系统设计的基本原理。在该推进系统中，高压油由液压泵提供，由组成阀來完成转向的目的,该组成阀由4个插装阀和2个2位4通电磁阀结合构成。在此基础上，液压油分为4条不同的路径，分别进入到推进系统的4个组成部分，进入

4、后通过减压阀调整其压力，实现工作过程中所需耍的压力与动力，在从各自的路径流出，通过一个组合阀（山1个插装阀和1个2位3通电磁阀构成）,在这个过程中，实现对液压缸的控制。1.2盾构机推进系统运转的条件盾构机推进系统要进行正常的运转，需要满足许多条件。（1）确保推进系统推进机正确启动与运行；（2）推进系统高压电缆的限位正确，没有岀现偏差；（3）推进系统4个组成部分的油缸止常运转；（4）水管卷筒的限位正确，没有出现偏差;（5）推进系统的刀盘的转速需要大于0；（6）刀盘液压系统的最大压力必须小于预设值；（7）后配套油缸的液压油压力小于预设的数值。2盾构机推进系统故障盾构机推进系统

5、出现故障主要有两种情况。1.1故障一当盾构机准备工作时，推进油泵运行正常，准备推进，但是在调节油缸组压力的时候发现油压一直低于启动压力（即大约14bar）,导致了油缸压力不够，无法工作。根据盾构机运行的条件可知，当盾构机无法实现正常工作时，一定时其中的某个条件未能实现。因此，通过对不同条件要求的分析排除故障产生的原因。首先，从前两项条件做起，发现没有异常，再将推进系统改变为管片拼装的模式，发现其油压正常，液压缸运作正常，则可以推定其管片拼装模式中，其工作运行正常。再到下一个模式，掘进模式，在这个模式中，主要检查工作压力控制阀的电信号是否正常显示，以及油缸组流量控制阀运行是

6、否正确。若二者都显示正常，则进一步检查推进系统的细小参数值。最后看主控室显示屏所显示的盾构机的掘进压力，其压力数值为400bar,为正常数值，这个数值是从油泵向PLC所传送的信号。通过这个数值表明，其电磁阀没有问题，发现是电信号中断，因此要从电信号中断的原因着手。故障产生原因及排除通过S266盾构机上PLC程序对盾构机推进系统的分析，可以了解到油泵的压力传感器是如何控制盾构机的工作。盾构机4组不同的油缸压力调节按钮在通过对PLC的输入值进行处理，分别加上25bar即可作为不同组的油缸的压力控制值，设为a,通过该数值来控制不同油缸的压力控制阀，在此基础上，不同组别的油缸的压

7、力传感器数值的最大值分别加上20bra,设为b,将其余压力传感器的数值保持在一定幅度内的动态地相应与平衡，从而来调节油泵压力控制阀，实现对不同组别推进油缸压力值的控制，从而控制盾构机的运作。简而言之，即增大A组（1组）的油缸的压力控制阀的数值，则其压力传感器则会变小，在这样的情况下，油缸组压力的最大数值b又要与压力传感器的数值保持动态的平衡，因此PLC必须要对压力控制阀进行调节,保持b与压力传感器数值的平衡。而在该故障产生的情况下，压力传感器损坏，因此无法实现与压力传感器的平衡，因此在对压力控制阀输送电信号的时候发生错误，导致