油脂系统日常保养及常见故障处理

1、油脂系统的日常保养及常见故障处理成都地铁3号线王传东2021.03.03目录前言11齿轮油系统11.1 齿轮油系统的结构与原理 11.2 齿轮油系统的日常保养含巡检 31.3 齿轮油系统的常见故障及处理举措 42 HBW油脂系统52.1 HBW油脂系统的结构与原理 52.2 HBW油脂系统的日常保养含巡检 62.3 HBW油脂系统常见故障及处理举措 63 EP2油脂系统83.1 EP2油脂系统的结构与原理 83.2 EP2油脂系统的日常保养含巡检 93.3 EP2油脂系统的常见故障及处理举措 104盾尾油脂系统114.1 盾尾油脂系统的结构与原理 114.2 盾尾油脂系统的日常保养含巡检 12

2、4.3 盾尾油脂系统的常见故障及处理举措 12结语13前言盾构机作为一种大型机械设备, 经常处于长时间运行状态, 为了减少其运动部件的磨损, 保证设备使用寿命,需要对需要润滑的部位保质、保量的注入油脂.盾构机上使用的油脂不止一种,其用途不仅仅是润滑,还有密封的作用,如主驱动的密封,盾尾的密封.对于如主 驱动、主驱动变速箱、回转中央、螺旋机驱动、盾尾钢刷等盾构机的关键部件,油脂需要不 间断的注入,需求量大,因此这些部件的润滑密封采用自动注脂的方式,并进行注入情况监测及故障报警,提升了设备的自动化程度.油脂系统为盾构机的关键部件进行保护,该系统的重要性不言而喻.作为一名机电人员,需要了解油脂系统的

3、组成, 根据保养方案对其进行日常保养,减少故障率；并且总结工作经验,分析油脂系统的常见故障,以便故障出现时能够及时、快速的处理,保证盾构机的正常工作.根据油脂的种类,可以将盾构机的油脂系统划分为齿轮油系统、集中润滑油脂系统、 HBW油脂系统和盾尾油脂系统.本文将参考相关资料,结合实际工作经验,对油脂系统的 日常保养及常见故障的处理的进行介绍.1齿轮油系统1.1 齿轮油系统的结构与原理齿轮油的主要作用是将封闭在主驱动箱内的齿轮油加压循环,既可以将齿轮油过滤冷却,也可以对主轴承滚道、滚子、驱动小齿轮轴承、驱动小齿轮、驱动大齿圈等部件进行润滑,另外齿轮油注入到主驱动外密封的第二道与第三道密封之间的密

4、封腔,对密封唇口进行润滑.图1-1齿轮油的注入位置齿轮油系统主要由齿轮油泵、过滤器、流量分配阀、脉冲计数器、冷却器、液位开关、齿轮油罐等组成.齿轮油泵从主驱动箱底部吸油,经过滤器和板式热交换器后,由流量分配阀平均分配后注入到主轴承上部的径向滚道,进行喷溅润滑.同时,该循环系统能对主驱动箱内的齿轮油进行冷却.齿轮油泵的入口前方安装有磁性过滤器,能够吸附齿轮油中的金属碎屑.图1-2齿轮油循环系统示意图图1-3齿轮油磁性过滤器脉冲计数器安装于齿轮油分配阀上图4红圈内,用于齿轮油的计数.图1-4齿轮油分配阀油位开关与主轴承齿轮箱连通,当齿轮油液位低时在上位机报警“齿轮油液位低极限 同时其使用透明管作可

5、视液位.图1-5齿轮油液位开关齿轮油罐位于盾体左侧,罐内添加齿轮油, 通入压缩空气,对主驱动外密封唇口进行压力循环润滑压力一般设置为0.2Bar.图1-6齿轮油罐1.2 齿轮油系统的日常保养含巡检1每天检查主轴承齿轮油的油位,要求满足1/22/3液位,如果油位过低,那么在盾体左侧平台上翻开加油堵头加注齿轮油,在液位到达中位偏上时停止加注,在加注的过程中不能让灰尘或污物进入齿轮油的具体加注方法见?盾构机操作使用说明书?.图1-7齿轮油加油口2根据上位机的提示,检查齿轮油高压过滤器压差变送器是否损坏,是否需要清洗 或更换滤芯.(3)定期检查齿轮油分配阀的动作是否正常,脉冲计数器工作是否正常.(4)

6、定期检查齿轮油泵出口压力值(正常范围为1020Bar).(5)定期清理磁性过滤器.1.3 齿轮油系统的常见故障及处理举措(1)齿轮油过滤器报警上位机显示“齿轮油过滤器故障.处理举措：此时过滤器可能已经堵塞,拆下进行更换.同时检查齿轮油油品(肉眼观察油的颜色),如果齿轮油变质,那么更换齿轮油.更换滤芯和齿轮油的方法及考前须知参照盾 构机操作使用说明书.(2)齿轮油罐密封压力报警上位机显示“齿轮油罐密封压力低.处理举措：首先检查压力表有无示数,假设有示数, 那么可能是压力传感器损坏,检查确认 后更换压力传感器； 假设无示数,检查压缩空气管路是否畅通、 减压阀压力设置是否正常,确 认压缩空气是否进入

7、.52#盾构机频繁报警提示“齿轮油罐密封压力低,检查发现压缩空气供给正常,油罐 旁金属管路上的球阀均已开启,但压力表无示数(包括减压阀上的压力表),调节减压阀依然无压力,初步推测减压阀前部的金属管路堵塞.经拆卸检查发现,减压阀前部的单向阀装反,导致压缩空气无法进入.改变单向阀的安装方向,调节气压至0.2Bar,故障消除.图1-8齿轮油罐进气管路单向阀(3)齿轮油位报警油位报警有两种可能：液位确实低于报警液位；齿轮油脏,导致液位开关被卡,引起误 显示.处理举措：针对第1种情况,及时向齿轮箱添加齿轮油.针对第2种情况,要清洗齿轮油液位开关,提取油样进行化验.如果化验报告油样参数超标,需进行换油.2

8、 HBW油脂系统2.1 HBW油脂系统的结构与原理HBW黑油脂,即主驱动迷宫密封油脂,用于盾构机主驱动密封.HBW黑油脂具有优异的抗水发性能、适宜的稠度和良好的润滑性能,其注入点为主驱动内外密封的第一道唇形密封前,通过迷宫密封进入土仓, 直接与渣土接触,利用不断挤出的油脂将渣土挡在主轴承 外面,预防渣土侵入主轴承.里油脂注入口图2-1 HBW黑油脂注入位置示意该系统主要有 HBW油脂泵、马达分配器、脉冲计数器、气动球阀等组成.油脂泵泵送 黑油脂至主驱动内外密封的马达分配器,由分配器按流量平均分配注入至内外密封.图2-2 HBW油脂泵图2-3马达分配阀内密封主轴承密封每分钟需要的黑油脂量是固定的

9、,马达分配器内部齿轮转动一圈,其油脂排量为4M6.8ml/min ,到达黑油脂的需求量,因此油脂泵和马达分配器是间歇性工作(每分钟内动作持续时间约 810秒).系统的具体限制过程为：油脂泵工作,气动球阀翻开,马 达分配器开始转动.安装于四联马达分配器上脉冲计数器(接近开关)能够检测到轮齿的接近和离开,并发出一个脉冲信号,马达分配器内一个齿轮的齿数是12,当马达分配器转动一圈时,脉冲计数器发出 12个脉冲信号,PLC系统判定这一分钟内排入黑油脂的供给量达 到要求,发出限制信号关闭气动球阀和油脂泵空气管路上的电磁阀,油脂泵和马达分配器停止工作.下一分钟开始时,继续循环上述过程.2.2 HBW油脂系

10、统的日常保养(含巡检)(1)检查油脂桶剩余油脂量,不够时提前将油脂准备好以及时更换.(2)检查油雾器油位,如果低于低液位,加注润滑油.(3)检查泵杆的油杯中润滑油是否足够或污染,及时添加或更滑润滑油(图12).(4)检查油脂泵的出口压力是否正常,如果过大那么管路可能堵塞.(5)检查油脂泵的的工作是否正常,是否存在严重漏气,动作次数是否过慢(正常为 12 次/min ).(6)保持油脂泵的清洁.图2-4泵杆的油杯中添加润滑油2.3 HBW油脂系统常见故障及处理举措(1)泵杆漏油处理举措：漏油的原因一般是密封损坏,拆开泵杆处,更换密封.(2)油脂泵动作缓慢处理举措：检查进气压力是否过低,必要时通过

11、减压阀调节进气压力.(3)脉冲次数低于上位机设置次数报警处理举措：首先检查油脂泵是否工作正常,气压是否到达工作要求； 其次检查管路是否有堵塞现象、马达分配器前气动球阀是否正常翻开,如有堵塞及时处理； 检查接近开关是否损坏(测量接近开关的电压信号是否正常),如果损坏那么更换；如果前面的检查均正常,那么 检查马达分配器是否正常工作.(4)马达分配器无法正常工作1)马达分配器壳体片之间的缝隙漏油.处理举措：检查分配器上的 6根螺栓是否松动,如有松动那么拧紧；如果螺栓没有松动, 那么拆开、清洗阀体,检查壳体片间的接触面有无损伤,检查对应缝隙处的密封圈是否损坏, 如有损坏那么进行更换.2)马达分配器卡死

12、.处理举措：拆开并清洗马达分配器,检查内部是否堵塞,如果是由于油脂质量差引起堵 塞,那么更换油脂；检查内部零件是否损坏,比方断轴、轴套严重磨损等,如有损坏那么更换相 应的零件.52#盾构机组装调试时,内密封的马达分配阀不工作,拆开清洗后重新组装,再次启动 后只有一个孔出油, 随后四个孔均不出油,进一步检查发现轴套磨损,更换轴套后,马达分配器正常工作.拆卸马达分配阀时的考前须知：1)齿轮对和壳体是配对的.因此,拆开后,注意吧每一联的齿轮对和壳体单独按顺序 放置,以免重新装配时混淆.2)小心保护壳体之间的接触面,任何损伤可能会造成泄漏或产品质量下降.接近开关的安装方法：把齿轮插入带接近开关的端盖的

13、轴孔内,转动齿轮,观察近开关是否有感应输出.接近开关的感应距离为 0.51.5mm,超出该范围,将无感应输出.如无感应输出,松开锁紧螺 母,调节接近开关感应头部与轮端面的间隙,直到有感应输出,再把锁紧螺母锁紧.马达分配阀的拆装、 接近开关安装的详细方法参见?盾构机维护保养治理指引?和 ?盾构机元器件使用说明书之流体卷?.图2-6接近开关的安装示意图3 EP2油月旨系统3.1 EP2油脂系统的结构与原理EP2油脂系统采用EP2油脂为主驱动密封、螺旋机的驱动密封、螺旋机闸门、回转中央 提供润滑密封.其中,主驱动内外密封的注入位置均为第一道和第二道密封之间的密封腔.盾体镀接密封采用 EP2油脂进行润

14、滑,但是需要手动注脂.回转接头的润滑主要采用自 动注脂的方式,但也有两个润滑点需要手动注脂.图3-1主轴承密封EP2油脂注入位置示意图EP2油脂系统主要由油脂泵、多点泵、递进式分配器等组成,多点泵直接向主驱动密封 注脂,而注入到螺旋机驱动密封和回转中央密封的油脂需要经过递进式分配阀再次分配. 该系统的工作原理为：1多点泵顶部安装有超声波液位传感器,当多点泵的30L油脂桶液位低时,输出“油脂桶空的信号,油脂泵的气动电磁阀和多点泵前端的电磁阀得电翻开,油脂泵向多点泵的30L油脂桶持续泵送 EP2油脂,油脂桶内油脂液位升高,直至液位传感器发出“油脂桶满 的信号,此时电磁阀失电关闭,油脂泵停止供油.2

15、盾构机工作时,多点泵的电机运转,存储在油脂桶内的油脂经多点泵上的多个出口 分别注入到各个润滑点.图3-2油脂泵和多点泵液位传寻. 器齿乳液 住信息PLCEM关闰同1关间工也至直 慢高 压力AX 我卫油脂靠停止 向30LM存油 脂桶供油脂图3-3 EP2油脂系统供油原理3.2 EP2油脂系统的日常保养(含巡检)(1)检查油脂桶剩余油脂量,不够时提前将油脂准备好以及时更换.(2)检查油雾器油位,如果低于低液位,加注润滑油.(3)检查泵杆的油杯中润滑油是否足够或污染,及时添加或更滑润滑油.(4)经常检查多点泵油脂桶的油位、液位传感器是否正常工作、供油是否正常.(5)经常检查螺旋机和中央回转接头处油脂

16、分配阀是否正常工作.(6)按要求及时对手动注脂点加注油脂,其中盾体校接每个润滑点的注脂量为50ml/天,气动黄油枪压油约 40s；回转中央每个润滑点的注脂量为30ml/周,手动黄油枪压油约20次.图3-4盾体较接手动润滑点图3-5回转中央手动润滑点(7)定期清洗多点泵的进油口过滤器.(8)保持油脂泵和多点泵的清洁.3.3 EP2油脂系统的常见故障及处理举措(1)油脂泵进气管路电磁阀故障电磁阀阀芯卡死, 不管是否得电,电磁阀一直处于关闭或翻开状态.如果电磁阀一直关闭,会造成油脂泵不工作,无法向多点泵油脂桶供油.处理举措：更换电磁阀.(2)油脂泵供油压力过高、动作缓慢多点泵上的油脂桶低液位时,油脂

17、泵开始泵送油脂,油脂泵出口压力逐渐升高,动作越 来越慢,直至油脂泵停止工作,供油处于停止状态.翻开油脂泵处的手动球阀泄压后关闭, 油脂泵的压力上升到一定程度后再次停止工作.处理举措：检查发现多点泵入口处的电磁阀处于正常翻开状态.判断故障原因是供油管路或元件堵塞,一般情况下多点泵入口的电磁阀和过滤器容易发生堵塞.拆下过滤器发现两层铜滤网堵塞严重,滤油孔被糊实,清洗后重新安装,系统正常供油.图3-6油脂过滤器的滤芯(3)油脂泵供油无法正常停止正常来说,油脂泵供油给多点泵油脂桶供油,当油脂桶内油脂到达高液位时,超声波传感器发出信号,系统限制电磁阀关闭,油脂泵停止供油.当液位传感器故障时,会出现不能发

18、出“油脂桶满的信号,导致油脂泵持续供油.处理举措：更换液位传感器.(4)多点泵油脂桶液位低,系统无法供油巡检时发现多点泵油脂桶液位过低,系统无法供油,上位机也无报警提示.处理举措：1)首先检查油脂泵供气管路的手动球阀是否翻开、减压阀压力设置是否正常,保证工 业空气正常进入油脂泵；2)检查供油管路的电磁阀是否翻开,保证供油管路畅通,如果电磁阀未得电翻开,原 因有两个：电磁阀自身线路故障和液位传感器故障(如果两个电磁阀均为得电翻开,更可能是液位传感器故障).3)检查线路连接有无故障,比方接线错误、接线断开等；4)如果线路连接正常,检查超声波液位传感器是否损坏.检查方法为：观察传感器上 的电源指示灯

19、是否常亮, 测试高、低液位指示灯是否正常点亮.如果指示灯指示正常,进一步检查传感器的输出信号是否正常,从而确定传感器有无损坏(判断超声波传感器输出信号是否正常的具体方法见?盾构机元器件说明书之流体卷?).52#盾构机出现过多点泵油脂桶液位低,系统开始供油,当油位上升到一定位置后,电 磁阀关闭,系统停止供油,但几秒钟之后,系统再次开始供油, 导致油脂溢出.经检查发现,超声波传感器输出信号异常,传感器损坏.当时没有备件,为了使系统正常工作,人为地给出低液位信号,油脂泵开始供油,当油脂桶满时关闭油脂泵供气管路的手动球阀.这种临时性的供油方式需要专人经常检查油脂桶油位情况！图3-7超声波液位传感器4盾

20、尾油脂系统4.1盾尾油脂系统的结构与原理盾尾密封由三排焊接在盾尾上的密封刷组成, 三排密封刷组形成两个环形空间, 中间 直充满盾尾油脂.盾尾油脂具有良好的附着性和抗水性, 能够保护盾尾刷并减小其与管片之 间的摩擦力,盾尾油脂与盾尾钢刷组成一套盾尾密封系统, 能够预防注浆材料和水漏进盾体 内部,在土压平衡模式掘进时还有保持压力的作用.随着盾构机的向前掘进,盾尾油脂系统不断地向盾尾刷之间的环形空间补充油脂.图4-1盾尾密封示意图盾尾油脂系统由气动泵、气动球阀、压力传感器等组成.盾构机推进时,位于 2号台车 上的气动泵泵送油脂至中盾分成两路,通向盾体左右两侧,由气动球阀限制往盾尾密封前后腔注入.前腔和后腔各有 6个注入点,每个注入位置均安装有压力变送器来检测压力值.图4-2限制盾尾油脂注入的气动球阀4.2 盾尾油脂系统的日常保养(含巡检)(1)检查油脂桶剩余油脂量,不够时提前将油脂准备好以及时更换.(2)检查油雾器油位,如果低于低液位,加注润滑油.(3)检查泵杆的油