盾構機主軸承潤滑系統故障處理
2013-04-01
王寶佳
（中鐵電氣化局集團西安鐵路工程有限公司）
（中鐵電氣化局集團西安鐵路工程有限公司）
摘 要：通過對用于西安地鐵一號線TJSG-9標的中鐵6號盾構機，主軸承潤滑系統工作原理及施工中故障處理的詳細闡述，介紹盾構機日常維修保養的一般方法及處理盾構機液壓、流體系統故障的分析思路，為相關工程作業人員提供了一種處理盾構機設備故障的參考方法。
關鍵詞：盾構機；潤滑系統；液壓；流體；故障處理
隨著城市軌道交通的高速發展，地鐵施工成為工程建設單位關注的焦點。盾構施工作為地鐵隧道施工的一種方法，因其對人民群眾的日常生活影響Z小、施工人員勞動強度低、安全性高而備受各施工單位青睞。至今中鐵股份公司及中鐵建股份公司兩大國營企業下屬的數十家工程單位近七成已具備豐富的盾構施工經驗，暫未進入盾構施工領域的單位正在進行盾構施工上馬的各項準備工作。用于盾構施工的大型設備（盾構機）是一種集光、機、電、液一體化的機電產品，怎樣保證其高性能、高效率地運轉，發揮它的優越性能，正是盾構機操作及維保工作人員研究的主要項目。中鐵電氣化局從2009年開始進行了盾構施工上馬的精心準備，2010年9月16日中鐵電氣化局用于西安地鐵一號線TJSG-9標的首臺盾構機經朝陽門站始發向西掘進，從此拉開了中鐵電氣化局盾構施工的大幕?，F結合用于西安地鐵一號線TJSG-9標左線的中鐵六號盾構機主軸承潤滑油脂系統故障處理實例，介紹主軸承潤滑油脂系統的工作原理及其故障的排除方法，提供一種盾構機液壓、流體系統故障排除的思路和方法，以做技術交流。
1 主軸承潤滑油脂系統工作原理
欲快速準確地處理機械設備故障，特備是盾構機這種集光、機、電、液一體化的機電產品，首先需要維保工作人員根據故障現象結合發生故障系統的工作原理，分析造成故障的可能原因，然后從分析判斷的各種原因入手由簡單到復雜逐一排查直至問題解決。為了避免維修工作中盲目地拆卸元器件造成次生故障，從系統的工作原理及故障現象入手無疑是一種科學的維修方法。
現就用于西安地鐵一號線TJSG-9標的中鐵6號盾構機主軸承潤滑系統管線連接原理簡圖、元件事物圖及系統工作原理框圖，詳細介紹主軸承潤滑系統的工作原理，為該系統故障排除提供理論依據。
主軸承密封系統的工作原理如圖1所示，因油脂泵及多點泵不是本文敘述的重點故未給出詳細圖示。本系統由兩大職能部分組成：，在工業空氣系統壓力充足的前提條件下，位于30L多點泵油脂桶9上的超音波傳感器給出液位低信號，氣動電磁閥1、電磁閥7分別得電，工業空氣經氣動三聯件2、單向閥3進入油脂泵，油脂泵工作將盾構機后配套臺車上油脂桶內的潤滑油脂泵送出，經位于盾體內的電磁閥7、過濾器8進入30L儲存潤滑油脂的油脂桶內，在未出現供油中斷的情況下待出現高液位信號后閥1和7斷電復位供油終止。第二，盾構機工作時開啟多點泵驅動電機10,30L儲存潤滑油脂桶內的油脂經多點泵泵體上的多個出口（圖中未表示出）分別潤滑盾構機需潤滑的部分。
圖2是中鐵6號盾構機主軸承密封系統油脂泵和多點泵的實物圖片。
關鍵詞：盾構機；潤滑系統；液壓；流體；故障處理
隨著城市軌道交通的高速發展，地鐵施工成為工程建設單位關注的焦點。盾構施工作為地鐵隧道施工的一種方法，因其對人民群眾的日常生活影響Z小、施工人員勞動強度低、安全性高而備受各施工單位青睞。至今中鐵股份公司及中鐵建股份公司兩大國營企業下屬的數十家工程單位近七成已具備豐富的盾構施工經驗，暫未進入盾構施工領域的單位正在進行盾構施工上馬的各項準備工作。用于盾構施工的大型設備（盾構機）是一種集光、機、電、液一體化的機電產品，怎樣保證其高性能、高效率地運轉，發揮它的優越性能，正是盾構機操作及維保工作人員研究的主要項目。中鐵電氣化局從2009年開始進行了盾構施工上馬的精心準備，2010年9月16日中鐵電氣化局用于西安地鐵一號線TJSG-9標的首臺盾構機經朝陽門站始發向西掘進，從此拉開了中鐵電氣化局盾構施工的大幕?，F結合用于西安地鐵一號線TJSG-9標左線的中鐵六號盾構機主軸承潤滑油脂系統故障處理實例，介紹主軸承潤滑油脂系統的工作原理及其故障的排除方法，提供一種盾構機液壓、流體系統故障排除的思路和方法，以做技術交流。
1 主軸承潤滑油脂系統工作原理
欲快速準確地處理機械設備故障，特備是盾構機這種集光、機、電、液一體化的機電產品，首先需要維保工作人員根據故障現象結合發生故障系統的工作原理，分析造成故障的可能原因，然后從分析判斷的各種原因入手由簡單到復雜逐一排查直至問題解決。為了避免維修工作中盲目地拆卸元器件造成次生故障，從系統的工作原理及故障現象入手無疑是一種科學的維修方法。
現就用于西安地鐵一號線TJSG-9標的中鐵6號盾構機主軸承潤滑系統管線連接原理簡圖、元件事物圖及系統工作原理框圖，詳細介紹主軸承潤滑系統的工作原理，為該系統故障排除提供理論依據。
主軸承密封系統的工作原理如圖1所示，因油脂泵及多點泵不是本文敘述的重點故未給出詳細圖示。本系統由兩大職能部分組成：，在工業空氣系統壓力充足的前提條件下，位于30L多點泵油脂桶9上的超音波傳感器給出液位低信號，氣動電磁閥1、電磁閥7分別得電，工業空氣經氣動三聯件2、單向閥3進入油脂泵，油脂泵工作將盾構機后配套臺車上油脂桶內的潤滑油脂泵送出，經位于盾體內的電磁閥7、過濾器8進入30L儲存潤滑油脂的油脂桶內，在未出現供油中斷的情況下待出現高液位信號后閥1和7斷電復位供油終止。第二，盾構機工作時開啟多點泵驅動電機10,30L儲存潤滑油脂桶內的油脂經多點泵泵體上的多個出口（圖中未表示出）分別潤滑盾構機需潤滑的部分。
圖2是中鐵6號盾構機主軸承密封系統油脂泵和多點泵的實物圖片。
主軸承密封系統工作及各電磁閥的開啟都由PLC程序控制，其工作機理如圖3所示。
值得注意的是：主軸承密封系統在供油的過程中如有中斷，主要是臺車油脂泵壓力猛然升高或人為處于“維修”工作狀態氣動電磁閥將關閉，電磁閥7依然開啟，正常后人為施加一低液位信號（翻開30L油脂桶蓋后關閉），氣動電磁閥開啟至出現滿信號后各閥關閉?？偨Y起來主軸承密封系統在正常情況下，低液位信號供油、高液位信號停止供油，掌握這一原理便于維保工作人員調試主軸承密封系統，亦可判斷是否徹底處理故障。
2 故障及處理方法
用于西安市地鐵一號線TJSG-9標左線的中鐵6號盾構機，在施工過程中潤滑油脂系統多次出現故障。因其直接關系到主軸承的潤滑及密封，影響著主軸承的使用壽命，廠家設計該系統時添加了連鎖設計，及30L油脂桶內油脂不足時（低液位），多點泵無法開啟，盾構機與之相關的系統無法開啟不能正常施工。現就施工過程中潤滑油脂系統的故障現象及處理方法作詳細闡述：
2.1 故障一
多點油脂泵液位傳感器損壞導致油脂系統無法向油脂桶自動供油脂，油脂桶內油脂用完后不會出現報警，長期在此狀態下工作會損壞各需潤滑系統元件影響盾構機使用壽命。
處理方法：盾構機分塊調試時發現該問題，應是裝機時緊固螺栓的工作人員無意中踩壞。檢查發現液位傳感器線路全部斷開，需拆卸作錫焊處理。為不影響施工進度，處理傳感器期間維保人員采用人為分別給“低液位”和“高液位”信號實現潤滑油脂由臺車向盾體內30L油脂桶內供潤滑油脂，并派專人定時檢查油脂液位情況，在低液位時給電信號供油脂至滿后再給一電信號停止供油脂或將臺車油脂泵工位選擇開關撥到維修檔位及時停止供油，人為實現系統設計的功能。傳感器線路接好后油脂潤滑系統正常工作。
2.2 故障二
多點泵啟動指示燈閃爍，與潤滑油脂系統有連鎖的各系統無法工作，盾構機不能繼續掘進。
處理方法：多點泵啟動指示燈閃爍的原因分別有：多點泵電機主線路漏電開關跳閘；盾體多點泵油脂桶低液位報警。維保人員檢查發現：多點泵電機主線路漏電開關未跳閘；盾體油脂桶內油脂液位低。按照系統設計，正常情況下，出現低液位報警信號后潤滑油脂供給系統會立即向多點泵油脂桶內供油，低液位信號消失即無報警，待油脂桶滿的高液位信號出現供油停止。事發時故障現象如下：如圖1所示，氣動電磁閥1及電磁閥7指示燈亮，壓力表6呈現高壓，油脂泵停止工作，打開手動球閥5泄壓后關閉，油脂泵4工作待壓力上升到一定程度停止工作。閥1和閥7呈開啟指示，多點泵油脂桶內油脂少。由以上現象可以判斷故障二是由于油脂泵出口至多點泵油脂桶入口處中間管路或元件堵塞造成無法實現潤滑油脂系統自動供油的功能。因臺車至盾體內閥7之間的管路采用了2寸和1寸高壓油管，其堵塞的可能性很小，那么堵塞點就會出現在電磁閥7和過濾器8，拆卸過濾器8給低液位信號系統正常供油。維保人員拆卸下濾芯發現兩層銅濾網堵塞嚴重，濾網間隙被鐵屑和硬油脂填充，徹底清洗濾芯后裝入原位，經調試系統正常工作。
2.3 故障三
多點泵啟動指示燈閃爍，多點泵油脂桶液位低。
處理方法：故障三與故障二為同類故障，因引發故障的部件不同，處理故障相對復雜故對其單列出作詳細敘述。
故障三是因供油管路、控制閥塊、過濾器堵塞造成主軸承潤滑系統無法完成潤滑油脂由后配套臺車到盾體30L油脂桶的供油，油脂桶液位低時連鎖設計作用，盾構機無法正常掘進。維保人員總結處理故障二的經驗，片面地認為過濾器堵塞造成了此次故障，發現故障后即對濾芯進行清洗安裝調試未排除故障。維保人員拆開閥7出口與過濾器連接接頭，系統不能供油；拆開閥7入口接口系統快速供油（將臺車油脂泵工位選擇開關撥到維修檔位停止供油）。由此判斷閥7堵塞造成本次故障，經仔細檢查發現電磁閥控制線路脫落，線圈濺進油脂和水導致電磁閥損壞、閥芯無法正常開啟導致臺車油脂泵出口高壓，迫使系統停止供油無法實現預定功能。維保人員采用將閥7的出入口之間開一小槽，定期清洗過濾器濾芯的方法徹底解決了臺車林肯泵出口后的堵塞故障。
3 總結
處理液壓、流體系統的故障需要維修作業人員熟悉系統的工作原理，掌握該系統的調試技巧。根據故障現象判斷故障可能的原因，由簡單到復雜排除故障直至故障消除。作業人員應當注重故障處理的方法，切忌盲目拆卸、憑“經驗”工作。如故障三處理過程中拆去濾芯后系統未供油即可判斷過濾器不是引發該故障的根本原因。本文敘述一簡單的流體系統部分故障處理實例，為相關工程人員提供處理該類故障的一般處理程序和方法以作經驗交流。
參考文獻
[1] 徐福玲. 液壓與氣壓傳動.北京：機械工業出版社，2008.
[2] 關樹寶.隧道工程施工要點集[M]. 北京：人民交通出版社，2003.
[3] 肖燕生. 工程機械使用手冊.北京:中國水利水電出版社,1998
[4] 王寶佳. 盾構機拆機要點.北京：工程機械與維修2011年第10期，2011.
2 故障及處理方法
用于西安市地鐵一號線TJSG-9標左線的中鐵6號盾構機，在施工過程中潤滑油脂系統多次出現故障。因其直接關系到主軸承的潤滑及密封，影響著主軸承的使用壽命，廠家設計該系統時添加了連鎖設計，及30L油脂桶內油脂不足時（低液位），多點泵無法開啟，盾構機與之相關的系統無法開啟不能正常施工。現就施工過程中潤滑油脂系統的故障現象及處理方法作詳細闡述：
2.1 故障一
多點油脂泵液位傳感器損壞導致油脂系統無法向油脂桶自動供油脂，油脂桶內油脂用完后不會出現報警，長期在此狀態下工作會損壞各需潤滑系統元件影響盾構機使用壽命。
處理方法：盾構機分塊調試時發現該問題，應是裝機時緊固螺栓的工作人員無意中踩壞。檢查發現液位傳感器線路全部斷開，需拆卸作錫焊處理。為不影響施工進度，處理傳感器期間維保人員采用人為分別給“低液位”和“高液位”信號實現潤滑油脂由臺車向盾體內30L油脂桶內供潤滑油脂，并派專人定時檢查油脂液位情況，在低液位時給電信號供油脂至滿后再給一電信號停止供油脂或將臺車油脂泵工位選擇開關撥到維修檔位及時停止供油，人為實現系統設計的功能。傳感器線路接好后油脂潤滑系統正常工作。
2.2 故障二
多點泵啟動指示燈閃爍，與潤滑油脂系統有連鎖的各系統無法工作，盾構機不能繼續掘進。
處理方法：多點泵啟動指示燈閃爍的原因分別有：多點泵電機主線路漏電開關跳閘；盾體多點泵油脂桶低液位報警。維保人員檢查發現：多點泵電機主線路漏電開關未跳閘；盾體油脂桶內油脂液位低。按照系統設計，正常情況下，出現低液位報警信號后潤滑油脂供給系統會立即向多點泵油脂桶內供油，低液位信號消失即無報警，待油脂桶滿的高液位信號出現供油停止。事發時故障現象如下：如圖1所示，氣動電磁閥1及電磁閥7指示燈亮，壓力表6呈現高壓，油脂泵停止工作，打開手動球閥5泄壓后關閉，油脂泵4工作待壓力上升到一定程度停止工作。閥1和閥7呈開啟指示，多點泵油脂桶內油脂少。由以上現象可以判斷故障二是由于油脂泵出口至多點泵油脂桶入口處中間管路或元件堵塞造成無法實現潤滑油脂系統自動供油的功能。因臺車至盾體內閥7之間的管路采用了2寸和1寸高壓油管，其堵塞的可能性很小，那么堵塞點就會出現在電磁閥7和過濾器8，拆卸過濾器8給低液位信號系統正常供油。維保人員拆卸下濾芯發現兩層銅濾網堵塞嚴重，濾網間隙被鐵屑和硬油脂填充，徹底清洗濾芯后裝入原位，經調試系統正常工作。
2.3 故障三
多點泵啟動指示燈閃爍，多點泵油脂桶液位低。
處理方法：故障三與故障二為同類故障，因引發故障的部件不同，處理故障相對復雜故對其單列出作詳細敘述。
故障三是因供油管路、控制閥塊、過濾器堵塞造成主軸承潤滑系統無法完成潤滑油脂由后配套臺車到盾體30L油脂桶的供油，油脂桶液位低時連鎖設計作用，盾構機無法正常掘進。維保人員總結處理故障二的經驗，片面地認為過濾器堵塞造成了此次故障，發現故障后即對濾芯進行清洗安裝調試未排除故障。維保人員拆開閥7出口與過濾器連接接頭，系統不能供油；拆開閥7入口接口系統快速供油（將臺車油脂泵工位選擇開關撥到維修檔位停止供油）。由此判斷閥7堵塞造成本次故障，經仔細檢查發現電磁閥控制線路脫落，線圈濺進油脂和水導致電磁閥損壞、閥芯無法正常開啟導致臺車油脂泵出口高壓，迫使系統停止供油無法實現預定功能。維保人員采用將閥7的出入口之間開一小槽，定期清洗過濾器濾芯的方法徹底解決了臺車林肯泵出口后的堵塞故障。
3 總結
處理液壓、流體系統的故障需要維修作業人員熟悉系統的工作原理，掌握該系統的調試技巧。根據故障現象判斷故障可能的原因，由簡單到復雜排除故障直至故障消除。作業人員應當注重故障處理的方法，切忌盲目拆卸、憑“經驗”工作。如故障三處理過程中拆去濾芯后系統未供油即可判斷過濾器不是引發該故障的根本原因。本文敘述一簡單的流體系統部分故障處理實例，為相關工程人員提供處理該類故障的一般處理程序和方法以作經驗交流。
參考文獻
[1] 徐福玲. 液壓與氣壓傳動.北京：機械工業出版社，2008.
[2] 關樹寶.隧道工程施工要點集[M]. 北京：人民交通出版社，2003.
[3] 肖燕生. 工程機械使用手冊.北京:中國水利水電出版社,1998
[4] 王寶佳. 盾構機拆機要點.北京：工程機械與維修2011年第10期，2011.
