海瑞克盾构机若干机电故障处理

1、盾构机中的几个机电故障处理中铁十三局集团地铁项目部雷本健【摘要】近年来，隧道施工如雨后春笋般的涌现出来，作为隧道施工的盾构机也 得到了越来越广泛的应用。海瑞克盾构机进入中国地铁施工市场已有多年的时 间，为我国的地铁建设事业作出了巨大的贡献。从其在我国地铁市场多年的使用 来看，其可靠性、稳定性还是比较高的，但偶尔也会出现一些小的故障，本文就 将对几个简单的故障处理进行分析，在此与大家共同交流。【关键词】拼装机只能单方向转动故障处理、拼装机夹紧管片转动过程中出现突 然停转现象故障处理、黄油气动注脂泵不能自动停止导致黄油溢出故障处理一、拼装机只能单方向转动故障处理昆明地铁首期工程土建六标所使用的2台

2、盾构机均为海瑞克盾构机。在首个 区间掘进过程中，发生了一个小小的问题，即突然出现拼装机只能向一个方向转动，而不能向另一个方向转动的故障， 以下对该故障的处理做详细的介绍。首先，如右侧液压图所示，通过比 例电磁阀控制拼装机的马达顺时针或者 逆时针方向转动。向逆时针方向转动时， 控制上图中的C025 一个比例电流;顺时 针方向转动时，控制上图中C026 一个比 例电流。我们在拼装管片时突然出现盾 构机只能往逆时针方向转动，不能往顺 时针方向转动。显然就是只有C025控制 的比例电磁阀正常，动，而不能向另一个方向转动的故障， 以下对该故障的处理做详细的介绍。首先，如右侧液压图所示，通过比 例电磁阀控

3、制拼装机的马达顺时针或者 逆时针方向转动。向逆时针方向转动时， 控制上图中的C025 一个比例电流;顺时 针方向转动时，控制上图中C026 一个比 例电流。我们在拼装管片时突然出现盾 构机只能往逆时针方向转动，不能往顺 时针方向转动。显然就是只有C025控制 的比例电磁阀正常，C026控制的比例电 磁阀不正常。一、确定故障位置的过程1、首先确认液压阀体是否正常。将C025和C026电磁阀信号线交换一下，正好相反，这时发现拼装机只能往顺时针方向转动，不能往逆时针方向转动。这说明液压阀体没有故障，液压油路没有任何问题，出现故障的可能性只能是电气 方面的。2、确认电气接线是否有问题。如下图的电气原理

4、图所示，用万用表的二极管功能，测XDE1盒子控制线的线路都是通畅的，没有断路发生。进一步分析，由于只有C025能正常工作，C026不 能工作，因此在遥控器上动作时，测 量图中的13K3的11由于只有C025能正常工作，C026不 能工作，因此在遥控器上动作时，测 量图中的13K3的11和14触点以及 13K2的11和14触点，发现只有13K2 的相应触点能导通，而13K3的相应 触点没有导通。因此问题发现了，是 由于13K3继电器没有动作，导致拼 装机无法顺时针转动。3、确认13K3继电器是否正常， 如下的电气原理图，在拼装机的遥控 器上动作时，观察S7300PLC硬件的0-10V Set v

5、alue erec tar rafaieRnch 1 / P 稣CHIaviS1*S1-H7B9ova fix “ 濒g： Y剑Ehl面S/235*5/24.27*5Frder 3051 266020507*Flitter 3651 26602050S/235*5/24.27*5Frder 3051 266020507*Flitter 3651 26602050输出中，Q8.0的输出指示灯没有亮，这说明了是控制的问题，导致Q8.0没有输 出，导致13K3继电器线圈没有得电，因此其触点无法 动作，进而导致C026无法正常工作，因此才导致的拼 装机不能顺时针方向转动。4、打开STEP7软件，打开相

6、应程序模块，切换到相应 的网络中，参看如下的两个程序段所示。在线监控显示 拼装机的实时转角为为500多度，超出了我们在工控机 中设定的一200度至+200度的范围，因此才出现拼装机 只能逆时针方向动作，不能顺时针方向转动。在工控机 中按F5按钮，也可发现此时的拼装机实时角度已经达到 500多度，超出了一200至+200度的范围。二、解决故障的过程由上面的分析可知，出现此故障的原因是由于拼装机编码器实时角度超 限，因此我们需要做的就是将拼装机转到正中的位置，然后将此时的实时角 度变为0度即可。要实现此目的有两种方法，可以将编码器拆开，转动其与 拼装机马达相噬合的齿轮，使其回到0度即可；也可如下解

7、决，如下面的程 序段所示，利用FB222的复位功能，将#SetRef的默认值从M0.0改为M0.1， 并下载到PLC硬件中;然后再将#SetRef的值改回到M0.0并重新下载到PLC 硬件中，可以发现拼装机此时的实时角度即为0度，同样达到了我们所需要的效果。222Konstantb it r ENL#83479 ReferenceEncoder/?Kons tantb it 0”SetRefENO-PQD416Instanz_DB FB222小结，通过以上故障可以发现，盾构施工中出现的故障通常是比较简单的， 只需要通过简单的分析便可发现问题出现在什么地方。二、拼装机夹紧管片转动过程中出现突然停

8、转现象故障处理海瑞克盾构机S650转场之后进行第二个掘进区间一一晓奥区间的始发阶段 时管片拼装机在抓紧管片做回转运动时经常出现拼装机突然停止转动的现象，然 而在没有抓紧管片做回转运动的时候则没有这种现象发生。本文将对这一故障做 详细分析，并给出解决的方法。一、分析并解决故障1、拼装机在没有抓取管片做回转运动时一切正常，说明控制拼装机转动的电磁 阀信号线线路没有故障。2、工作原理分析，管片拼装机在抓紧管片后要想做回转运动必须满足如下的条 件，即抓取头爪缸的压力开关必须检测到管片的夹紧压力要足够3、如右下侧的液压图所示，抓取头爪缸处的压力开关能根据油液压力的大小来控制其触点的接触与断开，压力开关的

9、出厂特性是当液压油的压力小于100bar时，其触点断开；当油液压力大于110bar时，其触点闭合。压力开关的电气原理图如左下侧所示，当触点断 开时，I9.1为0；当触点闭合时，I9.1为1.此信号 将输入plc中去。24VDC SPS ST 户g)r*rclnr/f-XDi 3*5 O o 压力开关的电气原理图如左下侧所示，当触点断 开时，I9.1为0；当触点闭合时，I9.1为1.此信号 将输入plc中去。24VDC SPS ST 户g)r*rclnr/f-XDi 3*5 O o 6Erecxrfir-ffiQ 3 4 56 o oErecicrMo-xDE3 3 4 5 6 6 6iQtg

10、hputE 91 | ifOawPressure Switch4、观察下面的PLC程序，以更好的理解拼装机的转动是如何控制的。在此只分析抓紧管片后转动的情况。在拼装机遥控器上拔动抓取头爪缸夹紧的拔 动开关，爪缸开始夹紧管片，当压力开关检测到油液压力大于所需的夹紧压力， 则此时方可控制拼装机开始转动。4、拼装机在抓紧管片后转动的过程中偶尔出现转动突然停止的现象，在PLC中 可以看到是由于爪缸的压力开关闭合的信号突然中断造成的。由此，可以得出结 论，拼装机在夹紧管片后转动的过程中之所以会突然停止就是由于压力开关的信 号导致的，也就是油液压力突然低于110bar造成压力开关的触点断开，使得拼 装机转

11、动的信号中断，因此突然停止转动。5、解决办法：调节液压油压力，使得拼装机爪缸夹紧的压力调得大一些， 这样，当拼装机在转动的过程中油液压力虽然也有波动，但不至于低于110bar，这样就可以保证拼装机转动的顺利进行三、黄油气动注脂泵不能自动停止导致黄油溢出故障处理S651盾构机前段时间掘进时，黄油注脂系统发生如下故障，即当气动注脂 泵开启注脂后无法自动停止，使得盾体内多点泵处的黄油桶内溢流出大量的黄 油，这造成黄油大量的浪费，而且污染环境。现对该故障做如下分析处理 1、原因分析如下面的液压图所示，多点泵处的黄油油桶上有一个光电接近开关，它有两 个信号探头，一个低液位检测，一个高液位检测。低液位信号

12、控制气动注油泵自 动开启工作，向多点泵处的油桶内补油；高液位信号控制气动注油泵自动停止工作，停止向多点泵处的油桶内补油26Connection fromIndustrial air - H032作，停止向多点泵处的油桶内补油26Connection fromIndustrial air - H032打开STEP7软件，打开S7-300PLC程序，打开油脂控制功能块，如下面的PLC程序所示A、当多点泵油桶内的黄油油位很低时i29.5 PLC程序所示A、当多点泵油桶内的黄油油位很低时i29.5 为 0、i29.4 为 0，置位SR,开启气动注脂泵自动注脂B、当多点泵油桶内的黄油油位较低时i29.5

13、 B、当多点泵油桶内的黄油油位较低时i29.5 为 1、i29.4 为 0；SR保持原来的信号状态不变，继续自动注脂C、当多点泵油桶内的黄油油位较高时i29.5 C、当多点泵油桶内的黄油油位较高时i29.5 为 1，i29.4 为 1；复位，氏自动停止注脂泵，停止注脂。分析观察发现，我们的黄油气动注脂泵无法自动停止注脂导致多点泵处的油 桶内的黄油油满溢出是因为超声波光电接近开关的高液位感测探头损坏，即 I29.4不能得到正确的信号导致的。2、问题解决办法1）最可行的办法是更换此林肯超声波液位传感器2）但由于我们的备件中没有此液位传感器，因此我更改了一下上面的PLC程 序，将I29.4改为I29

14、.5，这样可以保证液位过低时会自动开启气动注脂泵。但每次注脂仅能维持较短暂的时间，即盾体内的多点泵处的黄油桶永远都不 会达到上液位。也即只有上面的A与C两个过程，没有B过程。3）也可作如下的程序更改，使得黄油气动注脂泵的动作不受上液位信号的控 制，采用时间来控制。即当多点泵黄油油桶内的黄油油位达到下限时，I29.5 为0，此时便开始自动注脂，在程序中设定一个合适的注脂时间常数，同样 可以实现适时的向黄油多点泵油桶内补油，保证掘进施工的正常进行。PLC程序设计如下所示原理阐述，当多点泵处的黄油油桶内的油位处于下限位时，I29.5为0，此时激活 定时器，此定时器可保证1min30s钟的注脂时间，当然时间的设定是可以灵活的 改变的，在这段时间内能保证黄油气动注脂泵正常工作。在这种模式下，最好禁 止随意打开盾体内多点泵处黄油油桶的桶盖。小结