AVN2440DS泥水平衡盾构机的常见故障处理

第26卷　增刊隧道建设26(Sup.):47～51

2006年5月TunnelConstructionMay,

2006

AVN2440DS泥水平衡盾构机的常见故障处理

康　峰,刘　健

(中铁隧道集团二处有限公司掘进一工程公司,北京燕郊　101601)

摘要:AVN2440DS泥水平衡盾构机主要由刀盘驱动、推进、导向、管片拼装、盾尾注脂、主轴承油脂润滑、进排浆系统、同步注浆以及附加接管器、管片吊运、后配套拖车等系统组成。整个盾构机的动作通过各种控制系统均由操作人员在控制面板上进行,该设备同时具有电气和液压系统的保护设施,以保障整套设备的正常工作。通过城陵矶长江穿越隧道和深圳前弯过海管廊工程在盾构机掘进施工中遇到的电气故障,介绍了AVN2440DS泥水平衡盾构机常见的电气故障———主回路电源开关跳闸的分析和处理。关键词:盾构机;故障;处理中图分类号:U455.3+9

文献标识码:B

ProcessingofCommonFailuresofAVN2440DSSlurryShieldMachine

KANGFeng,LIUJian

(The1stTBMConstructionBranchofthe2ndEngineeringCo.,Ltd.ofChinaRailway

TunnelGroup,Yanjiao101601,Beijing,China)

Abstract:TheAVN2440DSshieldmachineconsistsof,guidancesystem,seg2menterectionsystem,greaseinjectionsystem,mainfeedandreturnsystem,simulta2neousgroutingsystem,segmentdeliveryandgantries.Allthefunctionsoftheshieldma2chinearecontrolledatthecontrolvariouscontrolsystems.Furthermore,theshieldma2chineisequippedwithpelectricitysystemsandhydraulicsystemsrespectively,soastoen2surethenormalworkingshieldmachine.Onbasisoftheexperiencegainedintheprocessingofthecom2monelectricfailuresoftheAVN2440DSshieldmachineinChenglingjiYangtzeRivercrossingtunnelandQianwansub2seatunnelinShenzhen,thearticleexpatiatesontheanalysisonandprocessingoftheswitchtrippingofthemajorelec2tricityloops,whichisoneofthecommonelectricfailuresofthementionedslurryshieldmachine.Keywords:shieldmachine;failure;processing

1

1.1

AVN2440DS泥水平衡盾构机在掘进中的

电气系统

AVN2440DS泥水平衡盾构机的电气系统主要包括

电气系统部分由三千多个电气元件组成,在如此庞大的系统中出现故障的因素自然也非常多,比如接线头松动、进水、电缆磨损、误操作引起的电气元件故障等等。1.2

常见报警

控制系统

AVN2440DS泥水平衡盾构机的控制系统,是以一

各泵的驱动系统、信号测量系统、开关限位保护系统和

照明备用系统。其中驱动系统主要指驱动电机,信号测量系统主要指测量压力、位移、温度、转速和流量的传感器,这些测量装置能反馈出掘进时所需要的参考参数,这也是盾构机操作自动化的集中体现。开关限位保护系统主要是对工作参数限位,保护工作系统和开关不受破坏,能及时跳闸。至于照明备用系统主要是为工作地点照明和提供一般常用电动工具的动力(比如电动扳手、砂浆车等等)。

收稿日期:2006-03-08

个可编程微处理器为中心,通过指令元件、检测元件、比较元件对盾构机各个机构和系统发出指令进行控制,通过执行元件完成各种工程指令,具有很高的自动化程度。

故障报警

当盾构施工过程中有故障出现的时候,通过计算机安装的掘进软件便可以显示出相对应的报警。在掘1.3

进过程中比较常见的故障报警见表1。

作者简介:康峰(1981-),男,四川安岳人,2004年7月毕业于西南交通大学机械工程及自动化专业,本科,助理工程师,从事盾构机施工及操作、维护保养工作。

48隧道建设　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2006年5月　第26卷

表1

Table1

序号

12345678910111213141516171819

AVN2440DS常见的故障报警表

CommonfailurealarmsofAVN2440DSshieldmachine

序号

202122232425262728293031323334353637

报警名称

　通信地址12报警

　主开关绝缘测量报警　　　膨润土最小水平面报警　　　进浆泵密封水流量低

　P2.2(P2.1)排浆泵主开关停止

　P2.2(P2.1)排浆泵紧急停止开关报警　　　P2.2(P2.1)排浆泵电机保护　　　推进和泥水系统紧急停止　　　管片安装机急停,分割举升器　　　刀盘控制紧急停止

　4号拖车地址9PLC信号报警　　　排浆伸缩管电机保护报警　　　进浆伸缩管电机保护报警　　　管片安装机控制泵电机保护　　　动力补偿开关报警　　　软启动牵引泵报警　　　推进泵电机保护　　　冷却水3号位溢出　　　盾构机向左摆动

报警名称

　刀盘软启动报警

　刀盘注脂泵液位过低　　　1号油箱液位报警　　　推进油缸压力过高

　P2.2(P2.1)排浆泵变频器错误报警　　　辅助油缸压力过高　　　1号油箱温度报警

　P2.2(P2.1)排浆泵绝缘报警

　P2.2(P2.1)排浆泵密封水保护报警　　　P2.2(P2.1)排浆泵冷却循环水液位过低　　　2号油箱压力过滤器报警　　　2号油箱冷却回流过滤器报警　　　吸入阀1暂时停止　　　刀盘喷嘴滑阀暂时停止　　　排浆泵循环水压力过低　　　排浆泵电机水压力过低　　　2号油箱回流过滤器报警　　　压浆泵过滤器压力过高

2主回路电源开关跳闸故障的分析及处理

1-4k2、绝缘监测控制.1800kVA主变压器温度控制继电器、800kVA主变压器气体监控继电器1-8k2。

在表1显示的众多报警中,电源系统故障。AVN2440DS盾800kVA,电控开关1-1Q2和1-回路。如图1所示,1-1Q2控制下的主要是盾构机主要电机,而1-2Q2控制下的主要是盾构机内部的插座、灯等一些辅助设备,所以单个的电源插座或灯等设备出现故障是不会引起盾构机主控制开关1-2Q2的跳闸的,那么要引起主控制开关1-1Q2和1-2Q2跳闸只可能是继电器的自保。在主控制开关1-1Q2下的1-13Q2、3-1Q2、10-3Q2、1-2Q5及电压测量这些复合式继电器中直接与主控制开关1-1Q2串联的继电器将会影响到主控制开关的闭合。结合盾构机主要电路连线图(图1)分析与主回路电源相关的电气元件及结构如下。2.1故障现象

当故障发生以后,c-c控制面板断电,主回路电源开关跳闸,盾构机主回路断电,并且无法重新合上。2.2故障分析

从图1可以看出,自800kVA主变压器出来的线路分为两路,第一是由主开关1-1Q2控制的主回路控制电流,第二是由1-2Q2控制的控制回路电流。在这两条支路中可以看出,影响两系统正常工作的保护回路(见图2):

①控制回路控制继电器8-1k3、22-1k2、1-6k4。

②主回路控制22-1k2、800kVA主变压器冷却泵

在两条回路中可以清楚地看到,要引起c-c控制面板断电,同时主回路电源跳闸现象,可以推断是主回路控制开关22-1k2出现故障。因为只有22-1k2可以同时控制两个回路,这样就可以把出现故障的范围缩小到主回路控制开关22-1k2相关的线路,再结合图2对其相关的电路进行分析。

22-1k2是个紧急停止按钮复合继电器,其内部

有自己独立的PLC程序。其内部电路见图3。

接线端13、23、33、14、24、34都是继电器内部的保护控制电路。S12、Y2、Y1、S34、S33、S11是信号输入端,S21、Y36、Y37、S22是信号输出端。A1、A2为输入电压端,

当有电压正常输入的时候会有指示灯显示。通过放大器的正极出来信号输入S11然后从S12输出,把脉冲信号输入PLC,再由startkreis模块把信号再返回负极。当外部电路出现故障的时候,输入的脉冲信号通过PLC模块后,PLC发出指令,从而控制内部保护,则开

关K1、K2闭合,继电器将停止工作。此时外部的PLC得到信号从而使22-1k2开关断开,引起主回路电源开关跳闸。

综上所述,紧急停止继电器22-1k2出现故障的原因是外部电路故障引起继电器的烧毁和继电器内部保护工作。2.3

故障的检查与处理

首先用万用表检查A1、A2输入电压是否正常,查

看继电器工作指示灯是否亮,如果工作指示灯正常,那么可以换上一个新的同型号继电器,再查看继电器是否可以正常工作,如果还是继续出现故障,便可以断定是由于外围电路故障引起继电器内部保护工作。结合图4可知,与复合继电器22-1k2有关的有三部分:为竖井旁通控制面板紧急停止按钮;3)-1S4.2为MD1主配电柜紧急停止按钮。

接着便检查相应的紧急停止按钮是否在正确位置,与这三个开关相连的电缆是否有损伤。通常情况下都为控制电缆挂坏,引起电缆的PE线与复合继电1)-1S2为C-C控制面板紧急停止按钮;2)-1S3

器控制线S11、S12接地

。

(a)

(b)

图1

盾构机主要电路连线图

Fig.1

MajorelectriccircuitsofAVN2440DSshield

machine

图2

主电路操作开/关

Fig.2

Operationswitchesofmajorelectriccircuits

图3

Fig.3

复合继电器内部原理图

Internalprinciplesofcompound

relays

图4

Fig.4

紧急停止按钮继电器

Relaysforemergencypausebuttons

3　结束语

在盾构机施工过程中,不可避免地会出现故障,但大多数故障出现后都会在计算机控制系统软件中显示

(上接46页)

出来,可以根据故障显示查找图纸,诊断出故障原因,结合实际情况采取相应的解决方法,确保盾构机正常掘进。

法,科学而有效的进行管理,就可以为企业节省大量的生产成本,从而实现产能和效益的最大化。

配件精度要求高,很多配件长期以来依靠进口,无形中增大了设备的成本。在使用过程中,通过积极探索,逐步实现了刀具、刀圈及部分继电器、传感器的国产化。

7结束语

参考文献:

[1]肖军.工程机械配件管理[M].北京:机械工业出版社,

2004.

设备及配件管理在生产过程中起着极其重要的作用。这项工作的好坏直接影响企业的生产效率,这就需要引起企业对这项工作的重视,引进先进的管理办

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