盾构机液压系统的维护及故障诊断分析

于　翔

（成都工业职业技术学院，成都 610213）

盾构机液压系统的维护及故障诊断分析

于翔

（成都工业职业技术学院，成都 610213）

盾构机液压系统的维护是使盾构机能够正常运行的必要条件。如果没有进行正确的维护，不仅会导致盾构机性能下降甚至是损坏，还可能会导致工程进度的落后，造成没有必要的经济损失。本文从两个方面展开分析，一是盾构机如何进行正确的维护；二是如何对出现的故障进行诊断，并做技术分析。

盾构机液压系统维护故障诊断

随着我国经济的发展，越来越多的隧道工程采用机械化的方式进行作业。盾构机已经成为软土地层隧道施工的重要设备之一，所以盾构机的安全性、稳定性、可靠性是工程顺利进行的保障。盾构机的液压系统是盾构机的一个重要组成部分。它不仅关系到推进系统和拼装系统等的使用，还关系到工程质量等问题。对盾构机液压系统的构成有一个初步的了解，能够让盾构机的使用者更好地使用设备，降低故障和事故发生的可能性。盾构机的液压系统使用有连续流动性的介质（液压油），通过液压泵把驱动液压泵的电动机的机械能转换成油液的液压能，经过各种控制元件（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等），送到作为执行元件的液压缸或液压马达中，再转换成机械能去驱动负载。对使用液压系统的机械设备而言，液压系统能否正常有效的工作，是设备是否处于一个良好技术状态的主要指标。只有定期正确地维护系统，液压系统才能够正常运行。除了对液压系统进行正常维护外，对液压系统的故障诊断也尤为重要。做好维护和检修的重点，就是要准确、全面、实质、及时地掌握液压系统的工作状况，以保障盾构机液压系统的正常运行。

1　液压系统的维护

1.1定期巡检制度

为了保障盾构机的正常运行，必须建立定期巡检制度。按照多年的盾构机维护经验，应该同时制定日检、周检和月检制度。日检就是每天对盾构机液压系统进行常规巡查，包括油管和管接头的泄露情况、油位和油温等的检查；周检就是每周定时对系统进行大范围检查，包括关键部位油压、滤清器等检查；月检就是根据设备的使用情况，每月对液压油的质量等进行送检，以保障系统的正常运行。

1.2防止固体杂质、灰尘、空气或水等污染物混入液压系统

（1）防止系统进入杂质和灰尘。工程机械液压系统与平常系统有所不同，有很多精密的零件，如液压阀中有小的细缝和小的小孔。如果使杂质进入其中，将造成精密零件产生一系列的问题，从而使液压系统处于危险状态。使固体杂质进入系统的途径有很多：液压油不经常清洁、加液压油的工具不净等。所以，在拆卸液压系统的一些组件时，一定要避开灰尘；在拆卸部件的时候，一定要先清洗再打开，以免灰尘入侵；换油的过程也要注意这个过程；安装滤芯的时候，一定要彻底清洁底部的脏污，然后再使用液压专用无尘纸擦拭，确保滤清器内部的清洁。

（2）防止空气灌入液压系统。在常压常温下，通常会有容积比为6%～8%的空气进入液压油中。当其中的压力降低时，空气就会出来；当其中的压力上升的时候，外面的气泡就会破裂，最终产生气蚀现象。如果有大量的空气从其中分离出来，就会导致压力过大，从而使液压油的塑形增大，大大影响工作效率。因此，在维护过程中，一定要注意将系统中的空气排除干净。

1.3液压油的正确选择

液压油是液压系统十分重要的组成部分，对于液压油的正确使用可以使液压系统的稳定性和可靠性变强。因此，液压油在液压系统中有着不可替代的作用，相当于设备的血液。在选择液压油的时候，应该使用说明书中规定的液压油牌号中的液压油。如果有一定的其他要求或是问题，应该保证代替的油的性能与规定的油的性能相同。因为不同牌号的油其中的添加剂是不同的，因此不能混合，以防止不同的液压油之间发生化学反应，从而导致性能发生变化。

2　液压系统故障诊断及技术分析

如果对液压系统的故障进行诊断，首先要熟练掌握液压系统原理图，其次要了解电磁铁动作循环表，再次可以检查滤清器内杂质等，最后可以采用各种方法来确定故障。

2.1熟练的掌握液压系统原理图

熟练的掌握液压系统图，熟悉液压系统的基本工作原理，掌握液压元件的类型、结构及性能，是对液压系统进行故障诊断的基础，也是查找液压故障的最基本条件。

2.2了解电磁铁动作循环表

除了要熟悉液压系统原理图外，还要了解电磁铁动作循环图表，以便快速有效地查找液压系统的故障所在。按顺序一步一步查找问题，最后确定故障发生的原因。这种方法比较适用于系统比较复杂、液压元件比较多的系统。

2.3试验法诊断故障

试验法诊断故障可采用排除、比较和综合等方法进行试验，以找出系统故障。

（1）排除法是将与系统故障相关的元件逐一试验，排除故障范围，最后锁定故障点。这种方法可以有效检测出设备故障。

（2）比较法是对可能引起故障的某一局部的零部件进行更换的试验方法。如果更换元件后对原故障无任何影响，说明该元件不是真实的故障点。当更换元件后故障随之变化或者消失，则说明它就是产生故障的原因。可见，比较法可以非常直观地检测出问题所在。但是，对于大范围故障来说，这种方式不太适合。

（3）综合法是综合以上的方法进行故障排除的方法，适用于比较复杂的液压系统，能够多方面诊断故障。需要注意的是，在现实的诊断中，综合法是最常用的方法。

3　利用PLC监控系统状态

现代盾构机的控制系统大多采用的是可编程控制器，液压系统电磁阀的启闭也是由PLC控制的。在液压系统发生故障时，利用笔记本电脑连接进PLC，可以实时监测电磁铁状态，从而了解液压系统运行情况，从而很容易地检测出系统某方面的故障。但是，这种方式对技术人员要求较高。

4　总结

每个故障都有其各自的特点，每个故障都不尽相同，要在一次又一次的实践中积累经验。只有在实践中不断学习、总结，掌握故障的发生规律，熟练运用各种方法对故障进行准确判断和正确分析，才能将问题快速有效地解决。这需要提高工程技术人员的技术和能力，要求工程技术人员具有扎实的理论基础和丰富的现场实践经验，同时还能有效把握处理各种故障的理论方法和技巧，灵活应用到实际工作，提高故障诊断的效率。

［1］王世明.工程机械液压系统故障监测诊断技术的现状和发展趋势［J］.机床与液压，2009，37（2）：175-180.

［2］王世明.工程机械液压系统故障监测诊断技术现状和发展趋势 ［A］//中国振动工程学会故障诊断专业委员会.2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集［C］.中国振动工程学会故障诊断专业委员会，2008.

［3］马军.工程机械液压系统故障诊断技术的发展探索［J］.产业与科技论坛，2013，12（10）.

［4］张军霞.液压系统故障诊断与维修典型案例的研究 ［D］.北京：北京工业大学，2013.

Maintenance and Fault Diagnosis of Hydraulic System of Shield Machine

YU Xiang
（Career Technical College，Chengdu，Chengdu 610213）

The maintenance of hydraulic system of shield machine is a necessary condition for the normal operation of the shield machine. If not properly maintained，it will not only lead to the decrease of the performance of the shield machine and even damage，but also may lead to backward engineering progress，resulting in unnecessary economic losses.This paper analyzes from two aspects，one is how to carry out the correct maintenance of the shield machine；two is how to diagnose the fault，and do technical analysis.

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