關于盾構機液壓系統的維護及故障診斷探討

張金龍

摘 要：盾構機是在城市地鐵以及地下隧道施工建設的重要機械裝備，在盾構機的系統里面，液壓系統可以稱之為盾構機的核心系統。盾構機中的液壓推進及鉸接系統、刀盤驅動系統、管片拼裝系統、螺旋輸送系統、同步注漿系統等關鍵機構都要靠液壓系統來驅動，由此可見，液壓系統的正常與否直接影響到盾構機能否正常運行。本文從如何對盾構機的液壓系統進行維護和如何對出現的故障進行診斷，這兩個方面進行探討，以便于能更加及時地掌握液壓系統的工作狀況，從而保障盾構機能夠正常運行。

關鍵詞：盾構機；液壓系統；維護；診斷

盾構機的液壓系統不僅影響著盾構機本身機械性能，還影響到工程的質量等問題。盾構機液壓系統的好壞影響著盾構機能否正常運行，如果在平時沒有注意對盾構機液壓系統進行正確的維護，不僅會造成盾構機的損壞，甚至會影響工程進度，從而耽誤工期，造成不必要的時間損失和經濟損失。[1]因此，我們要重視盾構機液壓系統的日常維護，也要掌握一些關于盾構機液壓系統出現故障時的診斷方法，以便可以更好的使用盾構機進行工作。

一、盾構機液壓系統的維護

第一，制定定期檢查制度。為了保障盾構機能正常運行，建立健全的定期檢查制度是十分必要的。定期對液壓系統進行檢查，將檢查結果及處理情況形成文字報告，不僅可以及時發現并處理問題，避免出現不必要的損壞，也可以積累經驗，對后期維護起到指導作用。可以每周檢查一下盾構機液壓系統中管接頭和油管是否出現泄漏的問題，還有油溫是否在標準的溫度下。這些小問題的檢查，對盾構機日常能否正常運行起著重要的作用。而每月便定時對液壓系統進行一次大檢查，如過濾器、液壓油泵等關鍵部位的檢查及設備的使用情況，從而更好的保障盾構機系統的正常運行。

第二，防止灰塵、固體雜質、水等污染物進入液壓系統。在盾構機液壓系統中，有很多精密的零件，這些零件中有很多細小的小孔和縫隙，如果讓灰塵等污染物混入其中，便會使這些零件出現問題，從而影響到盾構機液壓系統的正常運行。所以我們平時要注意防范這些污染物進入液壓系統中，特別是在拆卸液壓系統組件的時候，一定要注意避開灰塵等雜質，不讓它們進入零件的縫隙中。在換油的時候也要注意這個問題，先清洗再打開，避免灰塵等雜質進入。日常要注意液壓系統的清潔，保證過濾器內部的干凈。

第三，要防止空氣進入液壓系統。在常溫常壓的狀態下，會有6%到8%的空氣進入到液壓系統的液壓油中。當其中的壓力下降時，空氣就會跑處理；而其中的壓力增加時，外面的氣泡便會破裂，從而產生氣蝕現象。當大量的空氣從中分離出來，壓力便會增大，迫使液壓油的塑形增大，從而影響盾構機的工作效率。所以，在對盾構機液壓系統進行維護時，一定要注意排除系統中的空氣。

第四，要選擇正確的液壓油。液壓油是液壓系統的重要組成部分，對液壓系統的可靠性與穩定性起著非常重要的影響。我們在進行液壓油的選擇時，一定要選擇與液壓系統相符合的油牌號。因為不同牌號的液壓油其化學成分不同，對液壓系統也會產生不同影響。若液壓油選擇不正確，不但會影響盾構機的正常運行，甚至會對液壓系統造成一定的損害，所以選擇正確的液壓油也有利于液壓系統的維護。

二、盾構機液壓系統的故障診斷

第一，通過掌握液壓系統原理圖來進行故障診斷。當盾構機液壓系統出現故障時，我們可以先掌握液壓系統原理圖，了解掌握液壓元件的結構、類型和性能，從這些方面來對液壓系統出現的故障進行診斷，從而快速找到故障所在，解決問題，對盾構機液壓系統出現故障進行修理。

第二，熟練掌握電磁鐵動作循環表來診斷故障。[2]當遇到液壓元件比較多、系統比較復雜的液壓系統時，液壓系統原理圖對找出故障的作用便減弱了。這時，我們就要掌握電磁鐵動作循環表，以便可以快速找出液壓系統中的問題所在，從而可以快速解決問題。

第三，查看是否有灰塵等雜質混入液壓系統中來診斷故障。若有灰塵等雜質混入液壓系統中，不但會使液壓系統中的零件出現問題，對液壓系統而言也是極其危險的狀態。所以當液壓系統出現故障時，我們可以檢查一下過濾器內是否有雜質混入，從而使液壓系統出現故障。

第四，采用試驗法來診斷故障。試驗法包括比較法、排除法、綜合法等方法，可以根據這些方法來診斷系統故障：（1）比較法。我們可以對某些可能出現故障的零件進行替換，若替換的零件對原故障沒有任何影響，就表明該零件不是出現故障的零件點。反之，若替換完零件后系統故障消失了，便表明該零件就是出現故障的零件。但這種方法只適合小范圍的故障診斷；（2）排除法。我們可以將與系統故障相關的零件進行檢驗，不斷地縮小故障范圍，最終確定故障點，從而解決故障問題，這種方法能有效的檢查出故障；（3）綜合法。顧名思義，綜合法就是結合比較法和排除法，從而快速、精準找出故障所在。綜合法適用于系統比較復雜的液壓系統，能夠有效地對液壓系統進行故障診斷。

第五，利于PLC監控系統狀態。現在大多數的盾構機中的控制系統都采用可編程控制器，而液壓系統中電磁閥的開關可由PLC控制。所以，在有高技術人員的支持下，我們可以用筆記本電腦連接PLC，從而快速檢測出液壓系統中的故障所在。

綜上所述，盾構機液壓系統的好壞影響著盾構機能否正常運行，如果在平時沒有注意對盾構機液壓系統進行正確的維護，不僅會造成盾構機的損壞，甚至會影響工程進度，從而耽誤工期，造成不必要的時間損失和經濟損失。對于盾構機這種復雜的、高度集成的、大型的器械，我們需要能快速診斷出其液壓系統中的故障，從而來保障盾構機的運行效率。而在液壓系統中，每個故障都有各自的特點，每個故障都是不同的。這便要求我們要熟練掌握液壓系統的原理，掌握每個故障發生的規律。在實踐中掌握故障發生的規律，才能快速、精準的找到故障所在，從而解決液壓系統中的故障。同時，我們還要掌握解決各種故障技巧和方法，應用到具體實踐中去，這樣才能提高解決故障的效率。

參考文獻：

[1]郝用興，劉玉洋，周建軍，等.基于VWPCA的盾構刀盤驅動液壓系統故障診斷[J].隧道建設（中英文），2018，38（1）：118123.

[2]陳發達，吳賢國，王彥玉，等.基于貝葉斯網絡的土壓盾構刀盤失效故障診斷[J].土木工程與管理學報，2017，34（6）：5762.