TBM的状态监测与故障诊断讲座.ppt

TBM与盾构机的 状态监测与故障诊断 中隧集团 赵华 目 录 1.开展掘进机的状态监测与故障诊断的必要性 2. .TBM故障诊断的特点和难点 3.TBM故障诊断方案 3.1 TBM采用的诊断技术简介 3.2 诊断标准的制定 4. TBM状态监测与故障诊断技术 4.1 TBM油液检测 4.2 TBM振动监测 4.3 TBM电气液压故障的在线实时诊断 4.4 TBM的故障树逻辑诊断 4.5 小结 5.经验介绍 6. 监测仪器配置建议 7. 取到的成效、存在的问题及展望 1.开展TBM与盾构机状态监测与故障诊断的必要性  1.开展TBM与盾构机状态监测与故障诊断的必要性 由于TBM/盾构机配置的设备数量多，关联性强，任何一套单独设备出现故障都将不同程度地影响TBM/盾构机的掘进进度，同时也会增加工程成本。因此，如何实施状态监测，提前预报故障，是值得深入研究的课题。 2. TBM盾构机故障诊断的特点和难点（以TBM主轴承为例） 1、主机庞大、动力部件众多，振源各异，振动信号频域宽广，各部件的固有频率和相应的故障特征频率有可能产生相互重叠； 2、价值昂贵，重80多吨，一旦进洞掘进，就不允许在洞内解体检查。主轴承的工作情况只有通过监测反映； 3、低速重载决定了对滚动轴承的监测的难度： 8个推进油缸施加2100吨轴向推力、32个撑靴油缸要承受800多吨的主机负载，主轴承承受巨大的径向和轴向荷载； 2. TBM故障诊断的特点和难点 4、刀盘上配置了71把盘形滚刀，掘进时石质不均，载荷剧烈地波动，转速也随之波动，信号随机波动也不可避免，增加了故障特征信号的提取和分离难度； 5、主轴承处工作环境比较危险，不便靠近，不便进行信号的采集； 6、结构参数不了解，轴承零件的特征频率难以确定，也不便于故障信号的分析； 为此，须将几种监测手段综合运用，各取所长，相互弥补。如工业内窥镜监测滚子磨损、润滑油温度监测、润滑油磨损分析、在线实时监测等。 3. TBM故障诊断总体方案 TBM机载的在线监测和数据采集系统与离线的振动分析和油样检测等手段相结合。 突出重点、兼顾其他。 常规监测与计算机分析相结合。 3.1 TBM采用的诊断技术简介 1、感官检查诊断技术－部件的初步判断； 2、温度监测技术 接触式测温－TBM主轴承润滑系统、液压系统的各个泵站等 ； 非接触式测温，－主电机、变速箱、皮带机滚筒、高压电缆接头等部件； 3、无损检测技术－主轴承滚子、滚道的磨损监测； 4、油样检测分析技术 －TBM的各类油液的理化性能分析和磨损磨粒分析； 5、旋转机械振动测试技术－TBM的电机、变速箱、水泵、风机等回转机械； 6、性能状态参数测试技术－TBM电气、液压系统某一测点或局部的测试，如液压测试仪对液压系统的串、并联测试； 7、故障树逻辑诊断－揭示TBM某一系统的故障规律和逻辑关系，适合于电气或液压系统的故障诊断； 8、电气液压在线实时诊断－通过TBM自身所布设的各种传感器监测位移、速度、流量、压力、油位、温度、转速以及电气的电压、电流等参数，对TBM整个运行系统进行在线监测以及超过界定值的故障报警和停机控制。 3.1.1感官检查 感官检查就是利用操作或维修人员的视、听、触、嗅觉，观测TBM设备或部件的运动情况、主控室的运转参数如电流、温度、压力、流量、速度等，检查机件的异响、异味、发热、裂纹、锈蚀、损伤、松动、油液色泽、油管滴漏等，初步判断部件的工作状态。虽然凭感觉检查有时不够精确，且对个人的经验依赖性较强，但这种传统的检测是进行设备监测诊断的基础，是现场的维修保养工作中不可或缺的常用方法。 3.1.2感官检查 例如盾构机主轴承前腔密封是通过脉冲式油脂泵注入CONDAT公司生产的HBW润滑脂进行润滑的，这些油脂将外界灰尘和杂质封堵在外，以保护主轴承。若有润滑脂挤出，说明润滑脂注入情况正常，否则就要检查润滑脂泵系统的故障或主轴承密封是否堵塞。在开仓时顺便观察主轴承前端密封处HBW润滑脂挤出情况可以判断HBW润滑脂的润滑效果。 3.1.3 温度监测技术 温度的变化与被监测设备的性能和工况有密切的关系。当机械的运动副发生异常磨损时，过度发热导致的温升影响着机械或润滑油的正常工作状态，从而形成恶性循环，致使设备过早损坏。 TBM的温度监测技术分接触和非接触式测温两种方法。 接触式测温主要是采用热电偶测温，在TBM主轴承润滑系统、液压系统的各个泵站等分别布置了测温传感器，对油温等进行有效的监控；  与此同时，现场维护人员利用手持式红外线测温计进行非接触式测温，可以方便、快速、安全地监测主电