中铁装备公司技术服务分公司土压平衡盾构机常见故障案例分析与处理PPT课件
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刀盘及主驱动系统
处理措施：Байду номын сангаас
①观察HBW泵是否工作正常，是 否有严重漏气等现象 ②观察进气压力是否过低而导致 泵动作缓慢 ③观察泵出口压力是否过大，管 路已堵塞 ④检查中盾部位HBW分配马达是 否正常工作 ⑤检查有分配马达或者管路有 没有堵塞和内部磨损的现象。
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刀盘及主驱动系统
1、内循环水低液位报警 如果内循环水液位低于设定值，冷却泵会停止工作，引起空压
机、驱动马达等冷却系统故障，最终停机。 处理措施：在水位低于设定报警值前及时加注蒸馏水直至报警取 消。 2、 HBW脉冲计数低于最低值
如果HBW泵工作时脉冲计数低于最低设定值，在刀盘运行时间 超过设定的保护值时，刀盘会自动停止转动。
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盾构机常见故障案例分析和处理
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前言
盾构是集机械、流体、液压 、电气系统于一体，并进行综合 统筹控制的设备。由于子系统繁 多，控制点也多，因此出现故障 是不可避免的。为了避免给正常 施工造成不便，必须及时查出故 障原因，并快速解决，才能够有 效地加快施工进度、节约生产成 本，创造良好的经济效益。
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刀盘及主驱动系统
HBW油脂系统说明：
TC1 HBW气动泵启动条件：HBW维修开关正常，油脂桶不空，调试模式或盾体、 （螺机）阀至少有其一打开； 内、外（螺机）HBW密封控制模式：一分钟为一个控制周期，满足注脂启动条件 情况下。前30秒打开外密封注入气动阀，当检测此路注入达到3个脉冲或者30秒时 间到时关闭此路气动阀，随之打开内密封注脂气动阀，此路注脂脉冲达到2次或者 20秒时间到时关闭此路气动阀（随之打开螺机注脂气动阀，此路注脂脉冲达到1次 或者10秒时间到时关闭此路气动阀）； TC1 HBW油脂泵在启动后，内、外密封（螺机密封）气动阀任何一路打开的情况 下，TC1 HBW油脂泵即启动； 计数监视：内、外密封小于1次/min时即报警；内或者外密封持续两分钟检测脉冲 都小于1次/min时即报警且停止刀盘；
刀盘及主驱动系统
3、主驱动内、外密封EP2压力低报警停机 多点泵持续启动1分钟后内/外EP2油脂密封压力没有达到
0.4Bar时报警,延时一分钟后叫停刀盘。 多点泵启动1分钟后，当内/外密封压力小于0.4Bar报警，
报警持续10分钟，报警叫停刀盘； 内/外密封压力大于6Bar报警；检查方法与HBW类似。
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4、主驱动泵软启动器跳闸
主要表现为在正常掘进过程中，软启动1/2开关突然出现故障跳闸并引起刀盘 停止转动。
处理措施：首先要确定是不是由于温度过高，风扇没有及时开启降温引起跳闸。 一般情况下在温度达到45度后风扇会自动开启降温，但是在一些恶劣环境下可能 风扇开启后降温效果不是很好，温度会继续上升引起跳闸。如果是风扇不能及时 降温的问题可以更改风扇的运行模式（由温度控制更改为运行控制），也就是说 只要软启动开关一启，风扇就自动运行，降温效果显著提高，但是风扇的轴承寿 命会大大简短。所以在没有必要的情况下不要更改运行模式。其次，也有可能是 因为空气开关电流整定未调整好，这时候就得联系设计方取得参数资料并进行相 应调整。
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6、刀盘扭矩增大、总推力上升、 速度下降
软土地层：在盾构掘进过程中， 如突然出现刀盘扭矩增大、总 推力上升等现象，首先检查渣 土改良系统。一般都是由于泡 沫注入不顺畅，造成渣土改良 不善引起，检查管路是否堵塞， 如堵塞尽快查明原因并解决。
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刀盘及主驱动系统
在广州、深圳、北京、大连、 成都等复合式地层以及像重庆 泥岩和砂岩地层中掘进时，除 了要考虑渣土改良系统的影响， 更要注意刀具磨损带来的影响。 滚刀的大面积磨损或损坏会严 重影响刀盘扭矩、推力、推进 速度等参数。在这些地层中， 除了定期开仓检查更换刀具外， 如发现参数变化较大，应立即 停机检查刀具，以免造成其他 严重后果。
但是不断改进设备，提高设 备的可靠性也是我公司不断追求 的目标！
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目录
刀盘及主驱动系统 推进铰接系统
管片拼装系统 出渣系统
液压、流体系统常见故障
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刀盘及主驱动系统
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刀盘及主驱动系统
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若要启动刀盘，必须保 证所有的启动条件都已经满 足。在相关的启动条件满足 后，上位机相应显示项会变 绿。如启动条件中有一项不 变绿，就说明该项没有启动 或启动功能出现故障，应立 即对其进行检查，排除故障 后启动。
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刀盘及主驱动系统
5、主驱动变频柜进线铜排烧坏 在盾构机掘进过程中，主驱动泵突然跳闸，
检查时发现是由于主驱动变频柜的一侧进线铜 排烧坏引起。 分析原因：经现场检查，原因确定为铜排顶紧 螺栓松懈，掘进时通过大电流引发起弧发热， 致使铜排外面绝缘胶皮和壳体烧坏。 建议：为保证设备正常运转，必须定期对盾构 关键电气元件接线端子（软启动器、变频器、 高压相变、高压隔离开关、主断路器、无功补 偿系统、主接触器等）的螺栓紧固力进行检查， 达到要求的扭矩。特别是对于一些硬岩地层中 掘进的盾构，本身震动较大，螺栓在长期震动 过程中容易松懈，所以要定期进行复紧。
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刀盘及主驱动系统
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合金脱落 刀具偏磨
滚刀 端盖 脱落
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刀盘及主驱动系统
滚刀异常损坏的原因
（1）检查不及时，检查间隔时间过长。刀具在硬岩工况下工作，要承受较大的振 动与冲击，容易造成刀具螺栓失效，检查不及时，检查间隔时间过长，使刀具长 期在不可控状态下工作，极易导致刀具异常损坏。 （2）总推进力过大，容易造成刀具过载，发生刀具轴承、刀圈等异常损坏。贯入 度过大，容易造成刀具受轴向力增大，发生因密封漏油导致轴承损坏，刀圈移位 或断裂等异常损坏。以重庆某项目为例，在前期施工过程中，采用的掘进模式多 为软岩施工时的掘进参数，即大推力，低转速，大贯入度，总推力经常达到1800T， 减去盾体与岩层的摩擦力和岩渣对刀盘的阻力等等，剩下的力全部由超前布置的 44把滚刀承受，每把刀承受的力已经超过了该刀的额定承载（大约25T），所以长 时间的过载造成了滚刀的大量损坏和刀座的变形。
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处理措施：Байду номын сангаас
①观察HBW泵是否工作正常，是 否有严重漏气等现象 ②观察进气压力是否过低而导致 泵动作缓慢 ③观察泵出口压力是否过大，管 路已堵塞 ④检查中盾部位HBW分配马达是 否正常工作 ⑤检查有分配马达或者管路有 没有堵塞和内部磨损的现象。
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1、内循环水低液位报警 如果内循环水液位低于设定值，冷却泵会停止工作，引起空压
机、驱动马达等冷却系统故障，最终停机。 处理措施：在水位低于设定报警值前及时加注蒸馏水直至报警取 消。 2、 HBW脉冲计数低于最低值
如果HBW泵工作时脉冲计数低于最低设定值，在刀盘运行时间 超过设定的保护值时，刀盘会自动停止转动。
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前言
盾构是集机械、流体、液压 、电气系统于一体，并进行综合 统筹控制的设备。由于子系统繁 多，控制点也多，因此出现故障 是不可避免的。为了避免给正常 施工造成不便，必须及时查出故 障原因，并快速解决，才能够有 效地加快施工进度、节约生产成 本，创造良好的经济效益。
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HBW油脂系统说明：
TC1 HBW气动泵启动条件：HBW维修开关正常，油脂桶不空，调试模式或盾体、 （螺机）阀至少有其一打开； 内、外（螺机）HBW密封控制模式：一分钟为一个控制周期，满足注脂启动条件 情况下。前30秒打开外密封注入气动阀，当检测此路注入达到3个脉冲或者30秒时 间到时关闭此路气动阀，随之打开内密封注脂气动阀，此路注脂脉冲达到2次或者 20秒时间到时关闭此路气动阀（随之打开螺机注脂气动阀，此路注脂脉冲达到1次 或者10秒时间到时关闭此路气动阀）； TC1 HBW油脂泵在启动后，内、外密封（螺机密封）气动阀任何一路打开的情况 下，TC1 HBW油脂泵即启动； 计数监视：内、外密封小于1次/min时即报警；内或者外密封持续两分钟检测脉冲 都小于1次/min时即报警且停止刀盘；
刀盘及主驱动系统
3、主驱动内、外密封EP2压力低报警停机 多点泵持续启动1分钟后内/外EP2油脂密封压力没有达到
0.4Bar时报警,延时一分钟后叫停刀盘。 多点泵启动1分钟后，当内/外密封压力小于0.4Bar报警，
报警持续10分钟，报警叫停刀盘； 内/外密封压力大于6Bar报警；检查方法与HBW类似。
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刀盘及主驱动系统
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4、主驱动泵软启动器跳闸
主要表现为在正常掘进过程中，软启动1/2开关突然出现故障跳闸并引起刀盘 停止转动。
处理措施：首先要确定是不是由于温度过高，风扇没有及时开启降温引起跳闸。 一般情况下在温度达到45度后风扇会自动开启降温，但是在一些恶劣环境下可能 风扇开启后降温效果不是很好，温度会继续上升引起跳闸。如果是风扇不能及时 降温的问题可以更改风扇的运行模式（由温度控制更改为运行控制），也就是说 只要软启动开关一启，风扇就自动运行，降温效果显著提高，但是风扇的轴承寿 命会大大简短。所以在没有必要的情况下不要更改运行模式。其次，也有可能是 因为空气开关电流整定未调整好，这时候就得联系设计方取得参数资料并进行相 应调整。
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6、刀盘扭矩增大、总推力上升、 速度下降
软土地层：在盾构掘进过程中， 如突然出现刀盘扭矩增大、总 推力上升等现象，首先检查渣 土改良系统。一般都是由于泡 沫注入不顺畅，造成渣土改良 不善引起，检查管路是否堵塞， 如堵塞尽快查明原因并解决。
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在广州、深圳、北京、大连、 成都等复合式地层以及像重庆 泥岩和砂岩地层中掘进时，除 了要考虑渣土改良系统的影响， 更要注意刀具磨损带来的影响。 滚刀的大面积磨损或损坏会严 重影响刀盘扭矩、推力、推进 速度等参数。在这些地层中， 除了定期开仓检查更换刀具外， 如发现参数变化较大，应立即 停机检查刀具，以免造成其他 严重后果。
但是不断改进设备，提高设 备的可靠性也是我公司不断追求 的目标！
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刀盘及主驱动系统 推进铰接系统
管片拼装系统 出渣系统
液压、流体系统常见故障
3
刀盘及主驱动系统
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4
刀盘及主驱动系统
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若要启动刀盘，必须保 证所有的启动条件都已经满 足。在相关的启动条件满足 后，上位机相应显示项会变 绿。如启动条件中有一项不 变绿，就说明该项没有启动 或启动功能出现故障，应立 即对其进行检查，排除故障 后启动。
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刀盘及主驱动系统
5、主驱动变频柜进线铜排烧坏 在盾构机掘进过程中，主驱动泵突然跳闸，
检查时发现是由于主驱动变频柜的一侧进线铜 排烧坏引起。 分析原因：经现场检查，原因确定为铜排顶紧 螺栓松懈，掘进时通过大电流引发起弧发热， 致使铜排外面绝缘胶皮和壳体烧坏。 建议：为保证设备正常运转，必须定期对盾构 关键电气元件接线端子（软启动器、变频器、 高压相变、高压隔离开关、主断路器、无功补 偿系统、主接触器等）的螺栓紧固力进行检查， 达到要求的扭矩。特别是对于一些硬岩地层中 掘进的盾构，本身震动较大，螺栓在长期震动 过程中容易松懈，所以要定期进行复紧。
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合金脱落 刀具偏磨
滚刀 端盖 脱落
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滚刀异常损坏的原因
（1）检查不及时，检查间隔时间过长。刀具在硬岩工况下工作，要承受较大的振 动与冲击，容易造成刀具螺栓失效，检查不及时，检查间隔时间过长，使刀具长 期在不可控状态下工作，极易导致刀具异常损坏。 （2）总推进力过大，容易造成刀具过载，发生刀具轴承、刀圈等异常损坏。贯入 度过大，容易造成刀具受轴向力增大，发生因密封漏油导致轴承损坏，刀圈移位 或断裂等异常损坏。以重庆某项目为例，在前期施工过程中，采用的掘进模式多 为软岩施工时的掘进参数，即大推力，低转速，大贯入度，总推力经常达到1800T， 减去盾体与岩层的摩擦力和岩渣对刀盘的阻力等等，剩下的力全部由超前布置的 44把滚刀承受，每把刀承受的力已经超过了该刀的额定承载（大约25T），所以长 时间的过载造成了滚刀的大量损坏和刀座的变形。