盾构机润滑监测技术

1、盾构机润滑监测技术一、 开展油液检测技术的意义二、 润滑油基础知识的简单回顾三、 油液监控与检测技术四、 油品主要的监控指标以及其变化对设备运行的影响五、 液压系统液压油的油液监控六、 齿轮系统齿轮油的油液监控七、 润滑油的取样方式与注意事项八、 现场检测润滑油的方法简介九、 案例十、 盾构机检测中心仪器配置一、开展油液诊断技术的重要意义润滑油是保证机械设备的正常运行不可缺少的介质，它们在使用过程中，携带大量关于机械设备的运行状态和油品衰变的信息。通过对在用润滑油的合理采样，并进行必要的分析后，就能取得关于该机械设备各摩擦副的磨损状况，在用油的衰变程度，根据这些在用润滑油携带的信息，判断设备的

2、基本运行状态和在用油的状态，指导设备的维护、保养和润滑油的合理使用和更换；油样分析技术有如人体健康检查中的血液化验，已成为机械设备故障诊断的主要技术手段之一。1、 润滑油的组成2 、润滑油的作用与性能要求3 、 润滑油的主要性能指标二、润滑油基础知识的简单回顾润滑油=基础油添加剂基础油：润滑油的基础流体和添加剂的载体 添加剂：改善润滑油性能的添加剂1 润滑油的组成作为润滑剂，以润滑运动部件为主，协助改善设备工作为辅，如密封、冷却、绝缘、防锈、导热、清洁等作用作为工作液体，是设备工作部件的构成部分，而以润滑为辅，如液压油、热传导油等2 润滑油的作用与性能要求润滑性能流动性能抗氧化安定性抗泡沫性抗

3、乳化性抗腐蚀性、防锈性（1 ）润滑油的性能要求粘度倾点、闪点酸值、碱值表面性能: 抗乳化性、抗泡沫性、空气释放性抗氧化安定性极压抗磨性能3 润滑油的主要性能指标三、油液监控与检测1 油品的衰变与机械故障2 机械设备的监控体系3 润滑油品的监控与应用1 油品的衰变与机械故障油品衰变过程2. 机械设备的监控体系润滑油品的监控与应用（1）、 常规监控外观、颗粒污染度、运动粘度、酸值、不溶物、水分、倾点碱值、闪点等（2）、 仪器监控光谱：添加剂的损耗；氧化物、污染物等的相对含量铁谱：磨损程度、类型润滑油的常规监控和仪器监控内容（1）. 新油和库存油品的检验 外观、常规理化指标、红外光谱分析、性能（抗氧

4、化、抗磨性等）（2）. 在用油的分析 1) 在用油自身的变化 油品氧化使粘度、酸值、闪点、抗泡、抗乳化等发生变化 2) 在用油添加剂降解 在用油使用性能下降润滑性、抗磨损性、抗氧化性等发生变化 3) 外界污染物 主要为磨料、灰分和水，促进油品劣化，增加磨损 3.润滑油品的监控与应用（3）. 在用油监控的应用 进行趋势分析,寻找突变点了解在用油的使用状态，估测在用油寿命，按标准SH/T0599-94换油通过仪器分析，了解设备的磨损状态润滑油品的监控与应用四、油品主要的监控指标以及其变化对设备运行的影响 1 运动粘度2 闪点3 水分4 酸值5 油品的金属元素含量 6 清洁度7 温度1 油品的运动粘

5、度2 油品的闪点3 油品的水分4 油品的酸值5 油品的金属元素含量6 油品的清洁度单位体积液压油中固体颗粒污染物含量称为清洁度2022/9/523NAS1638污染度等级（100ml中的颗粒数） 污染度颗粒尺寸范围/m51010252550501001000001234567891011121252505001000200040008000160003200064000128000256000512000102400022448917835671214252850570011400228004560091200182400481632631262535061012202540508100162

6、003240012361122459018036072014402880576000112481632641282565121024力士乐柱塞泵的用油洁净度要求最低不小于SAE6级。服务.培训2009-06盾构机上常见部件间隙元件 间隙元件 间隙伺服阀: 1 - 4 m滚动轴承: 0.4 - 1 m比例阀: 1 - 6 m滚珠轴承: 0.1 - 0.7 m换向阀: 2 - 8 m经向轴承: 5 - 125 m叶片泵齿轮: 0.1 - 1 m叶片泵和箱： 5-13 m活塞和泵间隙: 0.5 5 m叶片泵齿: 0.5-1 m齿轮泵 轮齿间: 0.5 - 5 m轮齿和箱: 0.5 - 5 m（1）油

7、液黏度下降，使活动部位的油膜破坏、磨擦阻力增大，引起系统发热、执行元件（例如液压缸） 爬行。油液黏度下降可导致泄漏增加，系统工作效率显著降低。 （2）油液黏度下降后，经过节流器时其特性会发生变化 使活塞运动速度不稳定。 7、温度油温过高往往会给液压系统带来以下不利影响（3）油温过高引起机件热膨胀，使运动副之间的间隙发生变化，造成动作不灵或卡死，使其工作性能和精度下降。 （4）当油温超过55摄氏度时，油液氧化加剧，使用寿命缩短，当油温超过55摄氏度后温度每升高9摄氏度，油的使用寿命缩短一半，因此，对不同用途和不同工作条件的机器。应有不同的允许工作油温。工程机械液压系统允许的正常工作油温为35-5

8、5摄氏度，盾构机液压系统工作温度不得超过70。五 、液压系统液压油的油液监控循环油液的监控可参照液压油液压系统液压油的油液监控液压系统液压油的油液监控六、 齿轮系统齿轮油的油液监控齿轮系统齿轮油的油液监控齿轮系统齿轮油的油液监控齿轮系统齿轮油的油液监控七、 润滑油的取样方式与注意事项1 取样的原则2 取样的位置3 取样的注意事项润滑油的取样方式与注意事项1 取样的原则所取油样应具有代表性，取样过程不受外来污染，并保持油样的清洁在最近正在使用的机器，以及油温接近操作温度的时候取样使用干燥、洁净的采样瓶和抽油管尽可能在同一位置取样润滑油的取样方式与注意事项2 样的位置过滤器后压力管路：代表工作油的

9、质量回油管路：代表受油设备磨损、进水等情况油箱中部：代表系统润滑油的整体情况润滑油的取样方式与注意事项3 取样的注意事项不从油位监视器、积水报警器、排污阀取样，不从管道盲端等油不流动的管道取样不从油水分离机处取样不要在刚刚换油或者加满新油的时候取样从取样口取样时，请注意取样口的清洁，最好有防尘布，如必要用抹布擦去灰尘，并先放掉取样口内的少量存油八、现场检测液压油，齿轮油的方法 1、水分含量检测（1）目测法 若油液呈乳白色混浊状，则说明油液里含有大量的水份（2）燃烧法用洁净、干燥的棉纱或棉纸沾少许待检测的油液，然后用火将其点燃。若发出“噼啪”的炸裂声响或出现闪光现象，则说明油液中含有较多水分现场

10、检测液压油，齿轮油的方法 2、杂质含量（1）直接鉴别法 如油液中有明显的金属颗粒悬浮物，用手指捻捏时会感觉到细小颗粒的存在；在光照下，若有反光闪点，说明液压元件已严重磨损；若油箱底部沉淀有大量金属屑，说明主泵或马达已严重磨损现场检测液压油，齿轮油的方法 2、杂质含量（2）滤纸检测法 滤纸检测，对于黏度较高的液压油，可用纯净的汽油稀释后，再用干净的滤纸进行过滤。若发现滤纸上留存大量机械杂质（金属粉末），说明液压元件已严重磨损现场检测液压油，齿轮油的方法 2、杂质含量（3）声音和振动判断 若整个液压系统有较大的、断续的噪声和振动，同时主泵发出“嗡嗡”的响声，甚至出现活塞爬行现象，这时观察油箱液面、

11、油管出口或透明液位计，会发现有大量的泡沫。这说明液压油中已侵入了大量的空气。现场检测液压油，齿轮油的方法 2、杂质含量（4）加温检测 对于黏度较低的液压油，可直接放入洁净、干燥的试管中加热 升温。若发现试管中油液出现沉淀或悬浮物，则说明油液中已含有机械杂质。 现场检测液压油，齿轮油的方法 3、粘度检测（1）试管倒置法 将被测的液压油与标准油分别盛在内径和长度相同的两个透明玻璃试管中（不要装得太满），用木塞将两个试管口堵上。将两个试管并排放置在一起，然后同时迅速将两个试管倒置。如果被测液压油试管中的气泡比标准油试管中的气泡上升得快，则说明其油液黏度比标准油液黏度低；若两种油液气泡上升的速度接近，

12、则说明其黏度也相似现场检测液压油，齿轮油的方法 3、粘度检测（）玻璃板倾斜法。当机器使用一段时间后，若认为其液压油黏度不符合要求并需要更换新油时，可取一块干净的玻璃板，将其水平放置，并将被测液压油滴一滴在玻璃板上，同时在旁边再滴一滴标准液压油（同牌号的新品液压油），然后将玻璃板倾斜，并注意观察。如果被测油液的流速和流动距离均比标准油液的大，则说明其黏度比标准油液的低；反之，则说明其黏度比标准油液的高。现场检测液压油，齿轮油的方法 、油液是否变质（）从油箱中取出少许被测油液，用滤纸过滤，若滤纸上留有黑色残渣，且有一股剌鼻的异味，则说明该油液已氧化变质；也可直接从油箱底部取出部分沉淀油泥，若发现其

13、中有许多沥青和胶质沉淀物，将其放在手指上捻捏，若感觉到胶质多、黏附性强，则说明该油已氧化变质现场检测液压油，齿轮油的方法 、油液是否变质（）从油泵中取出少许被测油液，若发现其已呈乳白色混浊状（有时像淡黄色的牛奶），且用燃烧法鉴别时，发现其含有大量水分，用手感觉已失去黏性，则说明该油液已彻底乳化变质2022/9/555九、广深港泥水盾构机主轴承故障案例2022/9/5562009年10月12日,我集团公司在广深港施工的泥水盾构机主轴承取样分析发现:油中含有水份,且0.1%并开始出现乳化，具体变化情况见下表。2022/9/557GSG2-2主轴承油样分析表 日期杂质含量运动黏度含水量备注10月12

14、日0.08%689.7含水(微量)跟踪使用10月18日0.08%685.6含水(微量)跟踪使用10月24日0.12%791.5含水(中量)机械杂质超标11月3日0.15%783.3含水(中量)机械杂质超标11月18日0.20%910含水13%更换螺杆泵，取油部位滤芯11月19日换油15桶11月21日0.15%637.58含水(微量)机械杂质超标11月23日0.15%623含水(微量)机械杂质超标12月6日0.15%633.21.37%更换冷却器12月9日0.15%636.6含水中量机械杂质超标，水份偏高12月13日0.20%632含水中量机械杂质超标，水份偏高12月17日0.20%627.8含

15、水中量机械杂质超标，水份偏高12月31日0.20%689.141.42%广州特检所检查报告1月7号换油15桶,加油至1#主电机一半处1月10号0.15%650.51.24%机械杂质超标，水份偏高1月18号0.20%658.31.30%机械杂质超标，水份偏高,断开冷却水1月26号0.25%6681.40%机械杂质超标，水份偏高2月10日0.30%677.4含水中量机械杂质超标，水份偏高2月13日0.30%6921.50%机械杂质超标，水份偏高2月16日0.30%848.52.00%机械杂质超标，水份偏高2月22日0.30%9422.30%机械杂质超标，水份偏高2月27日0.35%943312.3

16、0%机械杂质超标，水份偏高2月29日换油15桶,加油至1#主电机一半处2022/9/55811月19号对齿轮油进行了更换，但齿轮油仍然存在进水的情况，为了排除冷却器进水的可能性12月6号对冷却器进行了更换，但之后齿轮油的含水量仍然在逐步增加。将减速箱盖板拆开检查发现有块状密封状的物体存在，最大的一块长100mm、宽4mm，初步判断此物体为主轴承内部的唇形密封，同时底部的齿轮油含有一些小颗粒的金属磨损物。2022/9/559密封状的物体取的油样进水量对比2022/9/5602010年1月6日光谱铁谱分析报告2010年6月19日光谱铁谱分析报告2022/9/5612010年7月20日光谱铁谱报告2

17、010年7月29日光谱铁谱报告2022/9/562主轴承化验分析一览表粘度（厘施）水份（%）酸值光谱(ppm)备注FeCuSi2009.7.23687无0.52733012009.11.19910.5130.71124324换油2010.1.66891.420.5518772010.6.19850100.611134234换油2010.7.20368123.080.83551862换油2010.7.297382.130.9846192022/9/563由以上的油品化验数据可以清楚的看出：主轴承在2009年11.19日以来由于密封坏的损坏，先有大量的油脂进入到轴承内部，引起油品的粘度升高，最高达

18、910.5厘施，由光谱中铁、铜、硅元素与正常运行时油品的情况对比上来看，其值上升较快，可以判断出有部份石英颗粒进入到轴承内引起滚道及保持架的异常磨损。项目部采取换油后在短时间内设备运行较正常，但在运行至2月24日取样分析发现机械杂质严重超标0.1%，水份也有大的增加，粘度也偏大，又先后在2月24日，4月4日，5月10日进行了三次换油处理。2010年6月19日又进行光谱化验，发现铁、铜、硅元素又有进一步增加，特别是硅元素最大达234ppm，可以反映出油中进入的石粉量比前一次换油时的量多，进而引起铁、铜部件的进一步磨损，遂又进行换油处理。针对盾构机出现的异常情况，现场组织了多次专家会进行商讨，有考虑盾构机施工完上一区间后进行更换密封处理，但这样将会严重滞后工期，给业主履约带来负面影响。考虑到综合原因，专家会讨论一致通过：主轴承以油品化验结果为主进行实时监控，主司机在操作时根据主轴承的油品变化情况选择合适的掘进参数，同时加大注脂量，以挡住从刀盘前进入主轴承内的石渣。根据2010年7月20日的光谱化验结果可以看出，通过加大主轴承进脂量后，油品的粘度最高达3681厘施，但铁、铜、硅元素有所下降，水份的进入也引起酸值的变化较高。当各项指标超标后便进行及时的油品更换以改善主轴承内部的磨损。截止至今，我广深港设备在检测室提供有力的数据支持下，正