地铁盾构设备状态故障与检测

1、地铁盾构设备状态故障与检测伴随社会经济的飞速发展， 城市进程化发展逐步深入， 盾构 机在城市发展建设中应用愈加频繁， 盾构机施工期间的故障问题 应予以足够的重视。 为了减少盾构机故障， 促进盾构机的有序运 行，务必要开展好盾构机的维护与保养工作。由此可见，对地铁 盾构设备状态故障与检测开展研究有着十分重要的现实意义。1 地铁盾构设备状态故障与检测的意义 伴随我国地铁事业的蓬勃发展， 就地铁建设相关的设备盾构 挖掘机而言，越来越受到我国盾构专家、学者们的热点关注，同 时也收获了一定研究成果， 就好比已经投入应用的地铁隧道施工 中盾构设备故障诊断专家系统， 尤其是基于信息技术开展施工工 艺设计，

2、能够极大水平地改善地铁建设的信息化水平。 由于盾构 机是一种集机、 电、液为一体的大型设备， 有着较为复杂的结构， 再加上地铁施工现场环境不佳，由此提升了设备故障的引发率， 不仅提升了施工成本， 还对施工效率构成了不良影响， 因此对盾 构机在运行过程中进行状态与故障检测就显得极其关键。 对盾构 机开展状态与故障检测， 就是要在对盾构机实行实时监测的前提 下，利用人们长期积累的经验， 并且充分地运用人工智能技术较 准确地判断出设备的运行状况、 劣化趋势以及对设备故障做到提 前预测和故障发生后的快速诊断。2 地铁盾构设备状态故障与检测关键技术盾构设备状态故障检测是一项十分复杂的系统工程，鉴于 此，

3、对故障检测系统提出了相对严苛的要求。 要想实现对盾构设 备状态故障予以有效检测，在对盾构设备状态故障进行检测期 间，设备检测人员应当对对应检测技术形成一个明确的认识， 唯 有如此， 方可迅速有效地实现对盾构设备状态故障的检测。 地铁 盾构设备状态故障与检测关键技术，具体而言：2.1 建立知识库就地铁盾构设备故障检测系统而言， 可算得上是一个知识获 取且对知识开展运用推理的步骤， 鉴于此， 建立知识库在盾构设 备故障检测过程中扮演着十分重要的角色， 务必要为设备故障诊 断系统建立起一个知识充沛的知识库， 进一步在对设备开展故障 检测期间，方可明确选取何种适用的方法实现对故障设备的有效 检测。为了

4、开展好知识获取、知识库充实工作，设备检测人员应 当认识到， 即便设备检测效率受知识获取量很大程度影响， 然而 就部分相对复杂、 多样的知识而言， 检测人员应当要结合实际情 况，懂得取舍；在设备检测期间，务必要选取尽可能适用的检测 方法对地铁盾构设备故障开展检测处理， 进而有效实现检测的目 的。2.2 设计推理机 推理机是地铁盾构设备故障检测系统中不可或缺的一部分， 其主要作用于对全面系统开展协调控制， 结合盾构设备引发故障 的实际表现及用户对应输入的数据， 进一步清楚应当选取知识库 中何种适用的知识， 再结合设备故障实际情况开展系统初步分析 评估，然后开展推理，直至得出设备引发故障的真实原因，

5、实现 故障检测的目的。介于地铁盾构设备故障受一系列因素影响， 同时故障表现与 原因相互有着难以确定的联系， 鉴于此， 在设备推理机过程中应 当对此类因素开展有效权衡， 要想迅速有效对设备故障原因予以 明确，就应当制定尽可能适用的匹配冲突消解对策， 以明确每一 规则相互所产生的匹配优先权， 保证对地铁盾构设备故障检测结 果的针对性。2.3 基于实时参数以实时参数为基础的地铁盾构设备状态故障与检测， 是借助 不同传感器开展状态监控来实现的， 传感器集成融合在现如今人 们开展区域感知中发挥着极为重要的作用。 在对地铁盾构设备开 展故障检测期间， 可依据传感器的特征， 以对多源实时信息开展 搜集，进一

6、步构建起一套实时诊断推理体系， 在对地铁盾构设备 开展实时参数检测的过程中， 只要在实时模拟量、 开关量存在异 常状况，在线检测系统便会将此类异常信号呈现在检测人员面 前，由此检测人员便可检测此部分异常信号传输至推理机开展推 理。倘若能够获取最终故障原因，则经由接口返回至检测人员， 并提供相关应对方案， 且依据推理路径给予恰当的推理分析。 如 果异常信号并非最终故障原因， 那么系统可转至为综合隶属度为 基础的模糊推理体系开展推理检测， 通过两者之间的配合促进最 终故障源的获取，有效地促进地铁盾构设备的安全有序运行。3 地铁盾构设备常见故障与检测案例在盾构设备结构中， 大多数结构均选取的是液压驱

7、动， 换言 之，液压系统是盾构设备中极其重要的一部分。 就一个完整的液 压系统而言，组成成分有液压泵、控制元件、动力元件以及执行 元件等。液压系统结构相对复杂，可算得上是盾构系统的心脏。 因此，倘若液压系统出现异常情况， 会对盾构设备运行构成不良 影响，所以开展好盾构设备液压系统状态故障检测有着十分重要 的意义。3.1 液压泵故障机理液压系统通过液压泵获取动力， 本文以三菱盾构机开展案例 分析，其使用的为斜盘式轴向柱塞泵。该结构相对复杂，运行期 间会形成不同激励力形式， 此部分激励力会产生振源。 此类振源 分别有：（ 1）轴承运动冲击；（ 2）缸体与配油盘相互接触面的 摩擦；（ 3）由于活塞的

8、往复运动将流体作为介质于配油盘上的 冲击；（ 4）活塞、滑靴对回程盘的冲击；（ 5）滑靴对斜盘的冲 击；（ 6）滑靴与斜盘接触面的摩擦。此类振源对应含有的信息会经由柱塞泵介质朝外传输， 其多 以三种方式开展传输：（ 1）将金属元件用以介质，朝机座、壳 体传输，产生机座、壳体异常振动；（ 2）将流体用以介质，朝压力油路中传输压力，产生油路系统的压力振摆、冲击；（3）将气体用以介质， 朝空气中传输震动， 形成噪音。 3.2 液 压回路的故障机理就三菱盾构设备液压系统而言， 组成成分有液压泵、 控制元 件、执行元件、液压油等。作为一个封闭的闭环回路，液压系统 较常出现的故障有：（ 1）压力异常导致液

9、压系统故障，压力值 不稳定，系统压力植失控或者系统失压；（ 2）油液清洁度不达 标或者油温不正常导致液压系统故障；（ 3）受液压油缸运行异 常影响，使得执行元件异常，从而导致液压系统故障；（4）液压系统外泄漏或者内泄漏导致液压系统故障。3.3 液压系统的状态检测与故障诊断 盾构机液压系统相对庞大， 同时控制着很多的油路， 因此要 采取不同的检测方法：（ 1）液压泵振动检测，液压泵作为液压 系统的核心部件， 在实践应用期间， 引发故障的概率是液压系统 中相对较高的， 因此液压系统工作水平受液压泵工作状态良好与 否很大程度影响， 对液压泵采取的检测手段包括压力检测、 振动 检测、油液检测以及噪声检

10、测等。通常情况下，常规的轴向柱塞 泵能量多集中于基频、 高倍频部位且差异性不大， 一旦轴向柱塞 泵引发故障， 基频部位能量相对集中。 于时域统计表中可就对应 每项时域指标开展检测， 观察其维持正常水平与否， 如果每项时 域指标处于正常水平， 同时在频谱图中没有出现异常， 则表示液 压泵运行状况良好；（ 2）液压系统油液检测。液压系统油液检 测分别有光谱检测、 铁谱检测及理化性能指标检测等。 其中光谱 检测所检测的内容为油液中铜、铁、锌等元素含量；铁谱检测可 分成分析式铁谱、 直读式铁谱； 理化性能指标检测所检测的内容 为水分、运动黏度计污染度等。每一项指标常规标志逐一为：水 分小于0.1%;运动黏度45.4cSt/40 C;污染度满足ISO440618/15 级规范标准。 对液压系统油液检可选取油液三线值检测法， 即基 于油液的警告线、 报警线及正常线的水平， 经由计算机分析后获 取对应油液检测的拟合线，