盾构设备常见故障

现象
原
因
措
施
爬
行
5、油液不洁 （1）污物卡住液动机增加 摩擦阻力 （2）污物堵塞节流，引起 流量变化 6、油液粘度不适当 7、外部摩擦力 （1）拖板楔铁或压板调正 过紧 （2）导轨等导向机构精度 不高，接触不良 （3）润滑条件不佳
清洗液动机，更换油液 或加强滤油 清洗液动阀，更换油液 或加强滤油 换用指定粘度的液压油 重新调正
三、静压力基本方程式
当静止且连续均匀的液体只受重力作用时，液体中任一点n 的静压力为： p=p0+γh
四、静止液体作用在倾斜平面壁上的总力：
F=(p0+ρghc)A
p0


五、帕斯卡原理
施加在静止液体边界上 的压力，将以同等大小 向液体所有方向传递， 这就是帕斯卡原理。
大柱塞上较大的出力F2 F2= F1(A2/A1)= F1(d2/d1)
58
58
58 16
58
58 16
58
16
16
57 16
59
59
59
59
59
59
62 63
C1 C2
16
63 61
14#
13#
12#
11#
10#
9#
60
40 40
39
29
16 15
P.H
推进油缸编号 22 1 2 3 4 18 5 17
21 20
14
19
38 37
Βιβλιοθήκη Baidu
38
27
28
16
6 7 15 8 14 9 13 10 12 11
油 温 过 高
1、液压系统设计不合理，压 力油非工作损耗过大，效 率低 2、压力偏高 3、泄漏严重造成容积损失 4、管路过于细长而且弯曲， 造成压力损失 5、相互运动零件的摩擦力过大 6、油液粘度过大 7、油箱容积小，散热条件差 8、 由外界热源引起温升
现象
原
因
措 施
1、密封件损坏或装反 泄 漏 2、管接头松动 3、单向阀钢球不圆，阀座损坏 4、相互运动表面间隙过大 5、某些零件磨损 6、某些铸件有气孔砂眼等缺陷 7、压力调整过高 8、油液粘度太低 9、工作温度太高
提高工作温度或油箱加热 增大吸油管直径 清洗滤油器 将吸油管浸入油箱三分之 二处
现象
1、液压泵 振 动 和 噪 声
原 因
措 施
（10）液压泵安装不当，泵 轴与原动机不同心 （11）联轴节松动 （12）液压泵制造装配精度 太低 （13）液压泵零件磨损 （14）液压泵脉动太大
重新安装液压泵 拧紧联轴节 更换精度差的零件，重新 装配 更换磨损的零件 选用脉动小的液压泵
58
58
16
59
59
59
59
59 59 59
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59
59
59
16
4# 5# 6# 7# 8#
20#
21#
22#
1# 60
2#
3#
57 53 44 54 58 16 16 16 57 16 52 51 50 62
19# 18# 17# 16# 15# 59 59 59 59
57 61
58
58
58
16
58 16
64 64 46
X
6
4 3
64
液压系统原理图
42 64 64
50 49
B1 B2
47
48
P.H
45
11 45 10 44 7
34 10
7
21 33
10
7
20
冷却水
55
7
8
32
19
冷却水
56
43
E
X
6 4
66
30 41 31 17 18
42 64 64
64
64
20
20
22 21 28 28 26 26 26 28
22
26
28
26
26 27 27 27 27
23 18 19 1 18 24
16
25
A1
A2
B1
16
B2
C1
C2
D1
D2
11 15
10
3
12 13 14
2 4 3
1
M
9
7 6
5
6
8
液压传动的组成
（1）能源装置——液压泵 （2）执行装置——液压缸、液压马达 （3）控制调节装置——溢流阀、节流阀、 换向阀、开停阀等
现象
原
因
措 施
振 动 和 噪 声
3、换向阀 （1）电磁铁吸不严 （2）阀芯卡住 （3）电磁铁焊接不良 （4）弹簧损坏或过硬 4、管路 （1）管路直径太小 （2）管路过长或弯曲过多 （3）管路与阀产生共振
修理电磁铁 清洗或修理阀体和阀芯 重新焊接 更换弹簧
加大管路直径 改变管路布局 改变管路长度
现象
（4）辅助装置——油箱、滤油器、油管等
液压流体力学基本理论
一、作用在流体上的力
表面力——作用在流体表面并与流体表面积成正比的力。 质量力——作用在流体内部各质点上，且与受作用的流体 质量成正比的力。如重力、惯性力、离心惯性 力等。
二、流体静压力及其特性
静压力：p=limΔF/ ΔA 特性： （1）静止流体中，任一点的压力方向总是垂直于该点受 力面。 （2）静止流体中，任一点的压力大小与该点受力面的方 位无关，即任一点处的所有方位受力面上的压力是 相等的。
3#车架
4#车架
衬背注浆系统
螺旋机泵组（45Kw) 螺闸门泵组（7.5Kw) 拼装机回转泵组（15Kw)
推进泵组（22Kw)
刀盘泵组（75Kw)
螺旋输送机
推进系统——推进千斤顶等 刀盘驱动系统——大刀盘、大轴承、减速器等 管片拼装系统——管片拼装机、起吊机构等 盾尾装置——盾尾刷、盾尾油脂泵等
原
因
措 施 见“冲击”一栏 采取隔振措施 采取缓振措施 适当调整密封松紧，更 换或修理不合格零件， 重新装配
振 动 和 噪 声
5、由冲击引起振动和噪声 6、由外界振动引起液压系 统振动 7、电动机、液压泵转动引 起振动噪音 8、液压缸密封过紧或加工 装配误差运动阻力大
现象
原
因
措 施 改进回路设计，采用变 量泵或卸荷措施 降低工作压力 加强密封 加大管径，缩短管路， 使油路通畅 提高零件加工装配精 度，减小运动摩擦力 选用粘度低的液压油 增大油箱容积，改善散 热条件，设置冷却器 隔绝热源
改变转向 更换零件 修复或更换零件 补加油液 拧紧接头，检查管 路，加强密封 拧紧接头，检查管 路，加强密封
现象
原 2、溢流阀
因
措
施
无 压 力 或 压 力 很 低
（1）弹簧变形或折断 （2）滑阀在开口位置卡 住，无法建立压力 （3）锥阀或钢球与阀座密 合不严 （4）阻尼孔堵塞 （5）遥控口接回油箱
提高油液粘度
查明发热原因，采取相 应措施或散热
现象
原
因
措
施
爬
行
1、系统负载刚度太低 2、节流阀或调速阀流量不 稳定 3、液压缸 （1）活塞杆直径小 （2）液压缸零件加工装 配不佳 （3）液压缸刚度低 （4）液压缸安装不当， 与导向机构轴线不 一致
改进回路设计 选用流量稳定性好的流 量控制阀 加大活塞杆直径 更换不合精度要求的零 件，重新装配 提高刚度 重新安装
调整油阀
现象
原 因
3、换向阀 （1）先导阀或换向阀制动锥 角度太大 （2）液动阀的控制液压油流 量过大 （3）液动阀阻尼器调整不当 （4）滑阀运动不滑快 4、压力阀 （1）工作压力调整太高 （2）溢流阀发生故障，压力 突然升高 （3）背压阀压力过低
措 施
冲 击
减小制动锥角度或增加制 动锥长度 减小控制压力油的流量 调整阻尼器中的节流开口 修配滑阀 调整压力阀，适当降低工 作压力 排除溢流阀故障 适当提高背压力
按规定刮研导轨，保持 良好接触 改善润滑条件
现象
原
因
措
施
冲 击
1、液压缸 （1）运动速度过快，没设 置缓冲装置 （2）缓冲装置中单向阀失 灵 （3）缓冲柱塞锥度太小， 间隙太小 （4）液压缸缓冲柱塞剧烈 磨损，间隙过大 2、节流阀开口过大
设置缓冲装置 修理缓冲装置单向阀 按要求修理缓冲柱塞 配制缓冲柱塞或活塞
现象
原 因
2、溢流阀 （1）阀座损坏 （2）阻尼孔堵塞 （3）阀芯与阀体间隙过大 （4）弹簧疲劳或损坏，使阀 移动不灵活 （5）阀体拉毛或污物卡住阀 芯 （6）实际流量超过额定值 （7）与其他元件发生共振
措 施
振 动 和 噪 声
修复阀座 清洗阻尼孔 更换阀芯，重配间隙 更换弹簧 去除毛刺，清洗污物，使 阀芯移动滑快 选用流量较大的溢流阀 调整压力避免共振，或改 变振动系统的固有振动频 率
六、伯努利方程式
伯努利方程式是流体流动过程中以其特有的流动参数 来表示能量守恒定律的一种数学表达式。
非恒定流动的能量方程式：
恒定流动的能量方程式：
现象
原
因
措
施
无 压 力 或 压 力 很 低
1、液压泵 （1）液压泵转向错误 （2）零件损坏 （3）零件磨损，间隙过 大，泄漏严重 （4）油面太低，液压泵 吸空 （5）吸油管路密封不严， 造成吸空 （6）压油管路密封不严， 造成泄漏
现象
原
因
措
施
爬
行
4、混入空气 （1）油面过低，吸油不畅 （2）滤油器堵塞 （3）吸、排油管相距太近 （4）回油管没插入油面以 下 （5）密封不严、混入空气 （6）机械停止运动时，液 压缸油液流失
补加油液 清洗滤油器 将吸、排油管远离设置 将回油管插入油液中 加强密封 增设背压阀或单向阀， 防止停机时油液流失
压差开关
给 油 器
充填泵
润滑泵
压力表 二位四通换向阀
双线集中润滑系统示意图
I 放大
A放大
泥土流入方向
油脂流入方向
泥土流入方向
刀盘
A
牛腿 泥土流入方向
1.唇齿型端密封 5.大轴承
2.径向外密封 3.径向内密封 4.小齿轮 6.油马达 7.双线给油器
58
58
16
58
16
58
58
58
58 16
58
58 16
更换弹簧 修研滑阀使其移动灵 活 更换锥阀或钢球，配 研阀座 清洗阻尼孔 截断通油箱的油路
现象
原
因
措
施
无 压 力 或 压 力 很 低
3、液压缸高低压腔相通 4、系统中某些阀卸荷 5、系统严重泄漏 6、压力表损坏失灵造成无 压假象 7、油液粘度过低，加剧系 统泄漏 8、温升过高，降低了油液 粘度
修配活塞，更换密封件 查明卸荷原因，采取相 应措施 加强密封，防止泄漏 更换压力表
36 35
A1 A2 B1 B2
36 35
A1
A2 25 26 24 C1 C2 13
23
22
50 49
B1 B2
47
48
P.H
45
11 45 10 44 7
34 10
7
21
10
11 12 7 9
33
10
7
20
冷却水
55
7
8
32
19
7
8
冷却水
56
43
E
X
6 4
66
30 41 31 17 18
E
2 1
更换密封件，改正安装 方向 拧紧管接头 更换钢球，配研阀座 更换某些零件，减小配 合间隙 更换磨损零件 更换铸件或修补缺陷 降低工作压力 选用粘度较高的油液 降低工作温度或采取冷 却措施
液压系统清洁度等级:
美国NAS1638标准:
中国GB标准（ISO4406标准）:
现象
原 因
1、液压泵 （1）油液不足，造成吸空 （2）液压泵吸油位置太高 （3）吸油管道密封不严，吸 入空气 （4）油液粘度太大，吸油困 难 （5）工作温度太低 （6）吸油管截面太小 （7）滤油器堵塞吸油不畅 （8）吸油管距油面太近
措 施
振 动 和 噪 声
补足油液 调整液压泵吸油高度 加强管路的密封 更换液压油
出土系统——螺旋输送机、皮带机或泥水系统
液压系统——油箱、液压泵、液压阀、液压缸、
油马达、滤油器等
一、刀盘驱动故障分析和主要零件失效形式
1、密封失效 a. 制造存在缺陷 b. 安装存在缺陷 c. 润滑失效 2、冷却失效 a. 泄漏 b. 流量不足或无流量 3、润滑失效 使摩擦付发生干摩擦,零件发热而遭到破坏。 4、大轴承失效 5、齿轮失效 a. 开式齿轮传动的失效形式主要为磨损、胶合。 b. 闭式齿轮传动的失效形式主要为折断、点蚀。
常 见 故 障 剖 析
盾 构 主 要 设 备 及 施 工 中
现有的盾构类型：
网格半挤压式盾构掘进机
网格式水力出土盾构掘进机
多刀盘泥水平衡盾构掘进机
全断面硬岩隧道掘进机
复合式盾构掘进机
泥水加压平衡式盾构掘进机
土压平衡式盾构掘进机 土压平衡式双圆盾构掘进机
主机
双梁
胶带输送机
单梁
1#车架
盾尾油脂泵
2#车架