盾构机油缸在线检测方法

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1、盾构机油缸在线检测方法马明东厦门伍纵船舶液压技术有限公司厦门翔安区春波路8号361100【摘要】本文阐述盾构机使用一段周期后对推进油缸、铰接油缸进行在线检测的必要性。【关键词】盾构机液压推进油缸铰接油缸1前言盾构机掘进一区间出隧道后，或是使用一段周期后的推进油缸、铰接油缸有必要对油缸的工作性能做一次在线检测，发现问题，及时处理，不为下一区间掘进留下隐患。盾构机20只（或更多）推进油缸在使用过一段时间后，因盾构机掘进时，隧道不是笔直的而是有各种曲线掘进，在施工中施加到每只油缸的工作压力各异，造成油缸密封圈磨损也是

2、不一至的。有些密封圈，在使用过一段时间后，由于磨损，密封表面与接触面积增大后，摩擦力的情况就会明显变化，静止和低速时的摩擦力显著上升，而高速时的摩擦力显著下降，造成一台机上的推进油缸在实际工作中输出力值偏差，影响对盾构机姿态控制。2测试实例笔者本人对一台新出厂的盾构机上的20只推进油缸在线进行一次测试，中盾是独立放置的（见图1）。图一测试方法：采用自备的便携式液压站，站上用的是负载敏感控制方式液压泵，压力油源接入到原中盾液压推进系统中，同时向盾构机上的全部推进油缸的无杆腔同时供油，油品使用的是进口品牌46号液压

3、油。20只推进油缸在多次伸缩后，已确定缸中彻底的排净空气后，待压力从0上压达到0.8Mpa时，只有12只缸杆是同时向外伸展移动的，待这10只已向外伸展移动缸杆到半程行进中时，压力也上升到1Mpa时，4个先前不伸展的也开始在向外伸展，但仍然还有4只缸杆呆在原地不动，已移动的这16只缸杆是分先后伸展到达终程后。延迟几秒后、压力又上升到2.4Mpa时又有2只缸杆开始向外伸展移动了，这2只缸杆在向外伸展移动进行中又有1根也开始伸展移动。最后的1只发呆油缸等到人家都伸展到头后，又延迟等待几秒后才醒悟！马上开始移动了，最后

4、这2只缸杆移动时，油压是3.6Mpa。这次的实试的结果说明是有两方面的原因造成这20只油缸在各压力段先后伸展移动。（1）油缸由于活塞外径加工的偏差，缸筒内径尺寸偏差及筒臂表面粗糙度，缸头密封腔尺寸偏差等因素及尺寸的不一至性，造成活塞密封圈、活塞导向带与缸筒内臂摩擦力，缸杆防尘密封组件与缸杆的摩擦力，油缸总装配因素等原因，造成这20只油缸起动时摩擦压力的不一至性。（2）推进液压系统中的20只油缸有杆腔油管是串接共用两根回油管道，20只油缸分布在圆周上，油缸有杆腔油路管道距离差异造成20只油缸回油背压不一至，也会造

5、成起动压力的差异。上例所诉：说明新机的推进油缸都存在输出力的偏差，掘进使用一段周期后已磨损密封的油缸很有必要进行实测，只有进行实测，才能确认油缸的实际状况。3测试项目推进油缸在线测试项目有：1）起动压力。2）耐压检测。3）内泄漏。4）外泄漏。推进油缸在线检测时，不需从中盾拆卸，但需要有缸杆全程伸出的空间。4测试所需要的设备、仪器检测所需用的设备及仪器：（1）一台便携式液压站；（2）60Mpa高压截止阀二件；（3）一块带测压表线的1.6Mpa压力表；（4）二块带表线的60Mpa压力表；（5）超声波液压泄漏测试仪；

6、（6）有条件下应用液压万用表及压力传感器（见图2）。图1液压万用表5油缸杆起动压力测试动力源采用自备的便携式液压站带负载敏感变量控制方式的液压泵，负载决定泵的压力值。检测油缸杆从静止状态到移动时的起动压力项是全部油缸检测中的重点项，观察并记录缸杆延伸全程时压力值变化数据，从测试数据中找出油缸的优劣差别。有条件的情况下，最好做一次我上面所诉例子的测试方法。动力源的压力油从阀块上的方向阀的P口引接入到一只油缸的无杆腔上，4Mpa压力表也接到被测油缸的无杆腔的测压点上，油缸的有杆腔回油压力必需要做到零背压（用大口径管

7、道直接接入油箱中，这样才能做到测试时的准确性）。油缸无负载起动向外伸展运行全程时，缸杆运动匀速，压力表（或压力传感器+液压万用表）无波动，如果缸杆从始至终都是与最低起动压力值一至无变化，从中就能确定此缸零件尺寸、活塞密封件、导向带、防尘密封组件及装配技术性能优良。如果一台盾构机上的全部推进油缸起动压力值都是在同一起动压力值时无差异，也就说明油缸的制造质量是世界先进水平（这只是理想化的状态）。检测中的缸杆运行全程时，压力表波动大（或波动）时，证明缸筒内径不直度超差。起动压力大但压力不波动，证明活塞导向带与缸筒内径

8、间隙过小或缸头防尘密封组件与缸杆外径摩擦力超大，上述异常现象都证明油缸有故障隐患，不能保证使用寿命（见图3）。图3使用液压万用表所测的油缸起动压力冲击曲线图[1]6耐压、内泄漏、外泄漏检测6.1一只被测油缸的有杆腔及无杆腔油口上各分别加装60Mpa高压截止阀，控制阀台上的换向阀的A、B口管道与高压截止阀联接并保证无泄漏。两块60Mpa压力表分别接到有、无杆腔端的测压点上，截止阀要在全开