บทความนี้วิเคราะห์ความผิดพลาดทั่วไปของ Rexroth A4VSG Series Axial Piston Displacement Pumps ในแอปพลิเคชัน TBM ครอบคลุมหลักการทำงานอาการล้มเหลวทั่วไปวิธีการวินิจฉัยและมาตรการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน การศึกษามุ่งเน้นไปที่กลไกความล้มเหลวที่สำคัญห้าประการ - การไหลไม่เพียงพอ, ความดันผิดปกติ, ความร้อนสูงเกินไป, การสั่นสะเทือน/เสียงและการรั่วไหล - และเสนอโซลูชั่นเป้าหมายโดยพิจารณาถึงสภาพการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ของ TBM ด้วยการรวมชุดข้อมูลความสามารถในการโหลดฟิล์มน้ำมันและแนวคิดการจัดการที่ละเอียดอ่อนบทความนี้ให้คำแนะนำที่เป็นประโยชน์สำหรับการปรับปรุงความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของปั๊มลูกสูบ A4VSG ในเครื่องที่น่าเบื่ออุโมงค์
เครื่องจักรที่น่าเบื่อในอุโมงค์สมัยใหม่ซึ่งเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการก่อสร้างใต้ดินอาศัยระบบไฮดรอลิกเพื่อใช้งานฟังก์ชั่นวิกฤตเช่นไดรฟ์หัวตัดระบบแรงขับและการสร้างเซ็กเมนต์ ในบรรดาส่วนประกอบไฮดรอลิก A4VSG Series Axial Pistracement Pumps ของ Rexroth ซีรี่ส์ของ Rexroth นั้นโดดเด่นเป็นแหล่งพลังงานที่ต้องการเนื่องจากพวกเขาความจุแรงดันสูง/ไหลสูง-การควบคุมการกระจัดที่แม่นยำ, และความน่าเชื่อถือที่ยอดเยี่ยม- ด้วยแรงดันเล็กน้อยที่ 350 บาร์ (สูงสุด 400 บาร์) และการเคลื่อนที่ตั้งแต่ 40 ถึง 355 มล./รอบปั๊มวงปิดเหล่านี้เหมาะสำหรับต่อเนื่องมั่นคงความต้องการประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่น่าเบื่อของอุโมงค์ที่ใช้งานหนัก
อย่างไรก็ตามสภาพแวดล้อมการขุดอุโมงค์ที่รุนแรงการเปลี่ยนแปลงโหลดแบบไดนามิกและการดำเนินการเป็นเวลานานก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญ สถิติบ่งชี้ว่าประมาณ 35% ของความล้มเหลวของระบบไฮดรอลิกในเครื่องที่น่าเบื่อของอุโมงค์นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับปั๊มลูกสูบตามแนวแกนความผันผวนของการไหล-ความผิดปกติของแรงกดดัน-ความร้อนสูงเกินไป, และการรั่วไหล- ความล้มเหลวดังกล่าวไม่เพียง แต่ลดประสิทธิภาพ แต่ยังอาจทำให้เกิดผลกระทบแบบเรียงซ้อนซึ่งเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของระบบโดยรวม
บทความนี้ตรวจสอบคุณสมบัติเชิงโครงสร้างของ Rexroth A4VSG Axial Piston Pumps วิเคราะห์ของพวกเขาโหมดความล้มเหลวทั่วไปในแอปพลิเคชัน TBM และเสนอกลยุทธ์การป้องกันตามการวิเคราะห์พฤติกรรมฟิล์มน้ำมันและการบำรุงรักษาที่แม่นยำ- การรวมทฤษฎีเข้ากับการฝึกฝนมันมีกรอบการวินิจฉัยและการบำรุงรักษาข้อผิดพลาดที่ครอบคลุมเพื่อเพิ่มคุณภาพและผลผลิตของอุโมงค์
ที่ซีรี่ส์ Rexroth A4VSGแสดงถึงเทคโนโลยีไฮดรอลิกอุตสาหกรรมที่ทันสมัยด้วยการออกแบบที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับแอพพลิเคชั่นที่มีการโหลดสูงและใช้งานได้เช่น TBM การใช้กลไกการกระจัด swashplate ส่วนประกอบหลักของมันรวมถึงชุดประกอบลูกสูบบล็อกกระบอกสูบ, แผ่นพอร์ต, กลไกการปรับ swashplate, เพลาขับและกลุ่มแบริ่ง เมื่อมอเตอร์หมุนเพลาปั๊มการทำงานร่วมกันระหว่างแผ่น swashplate และรองเท้าแตะขับลูกสูบในการเคลื่อนไหวแบบลูกสูบทำให้การบริโภคของเหลวและการปล่อย การปรับมุม swashplateแตกต่างกันอย่างไม่ จำกัดการกำจัดปั๊มเพื่อตอบสนองความต้องการการไหล/ความดันที่หลากหลายในระหว่างขั้นตอนการขุดอุโมงค์ที่แตกต่างกัน
ในระบบ Shield Machine Hydraulic ระบบปั๊ม A4VSG มักจะใช้พลังงานกระบอกสูบแรงขับและมอเตอร์ขับเคลื่อนหัวตัด- ระบบแรงขับต้องการเสถียรความเร็วต่ำ/แรงบิดสูงประสิทธิภาพในขณะที่ไดรฟ์หัวตัดต้องการการปรับโหลดอย่างรวดเร็ว เงื่อนไขที่ซับซ้อนดังกล่าวกำหนดความต้องการอย่างมากต่อคู่แรงเสียดทานที่สำคัญสามคู่ของปั๊ม (เจาะลูกสูบ-กระบอกสูบ, แผ่นสลิปสวอชเพลทและแผ่นบล็อกพอร์ตกระบอกสูบ) การวิจัยแสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาวะชั่วคราวความหนาของฟิล์มน้ำมันในคู่เหล่านี้สามารถลดลงได้อย่างฉับพลันมากกว่า 40% ความสามารถในการโหลดฟิล์มน้ำมันไม่เพียงพอนำไปสู่การสัมผัสโลหะกับโลหะเร่งการสึกหรอและความล้มเหลวในการตกตะกอน
ตาราง: พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญของ Rexroth A4VSG Axial Piston Pumps
พารามิเตอร์ | ข้อมูลจำเพาะ | ข้อกำหนดของเครื่องป้องกัน |
ความดันเล็กน้อย | 350 บาร์ | ตอบสนองความต้องการแรงดันสูง |
แรงดันสูงสุด | 400 บาร์ | จัดการแรงกระแทกอย่างฉับพลัน |
ช่วงการกำจัด | 40–355 mL/rev | ปรับให้เข้ากับขนาดโล่ต่างๆ |
ประเภทควบคุม | เซอร์โวไฮดรอลิก | ช่วยให้การควบคุมการไหลที่แม่นยำ |
ประสิทธิภาพปริมาตร | ≥95% | สร้างความมั่นใจในประสิทธิภาพการใช้พลังงาน |
อุณหภูมิปฏิบัติการ พิสัย | 30–60 ° C | เหมาะสำหรับสภาพใต้ดิน |
จากมุมมองของ tribologicalคอขวดที่น่าเชื่อถือของปั๊ม A4VSG ในเครื่องที่น่าเบื่อของอุโมงค์อยู่ในความเสถียรของฟิล์มน้ำมัน ข้อมูลจากศูนย์ข้อมูลวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานแห่งชาติระบุว่าภายใต้เงื่อนไขการโหลดขั้นตอนความหนาของฟิล์มน้ำมันในคู่แรงเสียดทานของปั๊มลูกสูบตามแกนอาจลดลงทันที> 40%เพิ่มความเสี่ยงต่อการสัมผัสโลหะโดยตรงที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุโมงค์ผ่านชั้นที่แตกต่างกันความผันผวนของหัวคัตเตอร์ที่มีความรุนแรงจะส่งผ่านไปยังกลไก swashplate ของปั๊มการเคลื่อนไหวของลูกสูบควบคุมที่ไม่มั่นคงและทำให้เกิดการไหลของการไหล/ความดัน - ปรากฏการณ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อายุ
การทำความเข้าใจหลักการออกแบบและการดำเนินงานของปั๊ม A4VSG เป็นพื้นฐานของการวินิจฉัยความผิดพลาดที่แม่นยำ ส่วนต่อไปนี้แบ่งออกเป็นห้าหมวดหมู่ความล้มเหลวที่แพร่หลายในแอปพลิเคชัน TBM ซึ่งเสนอโซลูชั่นที่สามารถดำเนินการได้
ไหลผิดปกติจัดอันดับในความล้มเหลวของปั๊ม A4VSG ที่พบบ่อยที่สุดในเครื่องที่น่าเบื่ออุโมงค์โดยทั่วไปจะนำเสนอการเคลื่อนไหวของแอคทูเอเตอร์ที่เฉื่อยชาหรืออ่อนแอ (เช่นกระบอกสูบแรงขับหรือมอเตอร์ตัดหัว) หรือแม้กระทั่งความล้มเหลวอย่างสมบูรณ์ ขึ้นอยู่กับลักษณะและสาเหตุของรากปัญหาการไหลแบ่งออกเป็น "การไหลไม่เพียงพอ" และ "ความผันผวนของการไหล"แต่ละคนมีต้นกำเนิดและการเยียวยาที่แตกต่างกัน
ปริมาณของเหลวไฮดรอลิกไม่เพียงพอเป็นสาเหตุหลักของการลดการไหลของปั๊ม A4VSG ในการขุดอุโมงค์ ช่องว่างอุโมงค์ที่ จำกัด มักจะจำเป็นต้องมีอ่างเก็บน้ำไฮดรอลิกขนาดกะทัดรัดในขณะที่ระดับฝุ่นสูงรุนแรงขึ้น:
ปัญหาเหล่านี้เพิ่มความต้านทานการดูดป้องกันการก่อตัวของสุญญากาศที่เพียงพอในห้องปั๊มและลดการหดตัวของลูกสูบ โครงการรถไฟใต้ดินหนึ่งโครงการพบว่า 42% ของการขาดการไหลที่สืบย้อนไปถึงการดูดที่ไม่ดี
วิธีแก้ปัญหาการบริโภค-
สาเหตุการดำเนินการขยายการสึกหรอของคู่แรงเสียดทานการขยายการฝึกปรือภายในและการรั่วไหล - อีกแหล่งหนึ่งแหล่งที่สูญเสียการไหลที่สำคัญ การทำงานแบบโหลดสูงเป็นเวลานานจะช่วยเร่งการสึกหรอในสามคู่ที่สำคัญ (ลูกสูบ-เจาะ, แผ่นสลิป-สลิป, แผ่นบล็อกพอร์ต) ของเหลวที่ปนเปื้อนแนะนำอนุภาคที่มีการขัดที่ให้คะแนนพื้นผิว, เส้นทางการรั่วไหลแย่ลง นอกจากนี้สปริงกลางที่เหนื่อยล้ายังลดแรงหนีบแผ่นบล็อกไปยังพอร์ต
วินิจฉัยการรั่วไหลภายใน-
สำหรับการซ่อมแซมการรั่วไหลจัดลำดับความสำคัญแผ่นพอร์ตและการปรับปรุงพื้นผิวบล็อก- การสึกหรอของแสงอาจได้รับการแก้ไขผ่านการบดที่แม่นยำ (ความเรียบ≤0.005มม.); ผู้ป่วยที่รุนแรงต้องการการแทนที่การประกอบเต็มรูปแบบ ข้อมูลภาคสนามแสดงชิ้นส่วน OEM ที่เหมาะสมและการฝึกปรือคืนปั๊มเป็น> 92% ของประสิทธิภาพปริมาตรดั้งเดิม
ในระหว่างการขุดอุโมงค์ความแปรปรวนของโหลดหัวต้องการปั๊ม A4VSG ไปที่ปรับการกระจัดอย่างรวดเร็ว- อย่างไรก็ตามวงจรควบคุมที่ปนเปื้อนหรือส่วนประกอบที่สึกหรอทำให้เกิดความไม่แน่นอนของการไหลซึ่งเห็นได้ชัดในความเร็วแอคทูเอเตอร์ที่ไม่แน่นอนหรือความผันแปรของมาตรวัดความดัน
กลไกการกระจัดทั่วไปล้มเหลว-
โครงการอุโมงค์หนึ่งโครงการลดการไหลของการไหลจาก± 15% เป็น± 3% โดย:
*ตาราง: A4VSG FLOW FAULT GUITION การอ้างอิงอย่างรวดเร็ว*
อาการ | สาเหตุที่เป็นไปได้ | วิธีการวินิจฉัย | สารละลาย |
การตอบสนองของแอคทูเอเตอร์ช้า | ตัวกรองทางเข้าอุดตัน | ตรวจสอบΔPข้ามตัวกรอง | ทำความสะอาด/เปลี่ยนฟิลเตอร์ |
ไม่โหลดปกติโหลดอ่อนแอ | แผ่นพอร์ตที่สวมใส่ | วัดประสิทธิภาพปริมาตร | บด/เปลี่ยนแผ่นพอร์ต |
การไหลที่ผิดปกติ | ให้คะแนนลูกสูบควบคุม | ถอดชิ้นส่วนการตรวจสอบ | โปแลนด์/เปลี่ยนลูกสูบ |
เสียงรบกวนสูง + ไหลต่ำ | สายการรั่วไหลของสายอากาศเข้า | การทดสอบฟองสบู่ | กระชับ/เปลี่ยนซีล |
อุณหภูมิสูง | การรั่วไหลมากเกินไป | อุณหภูมิอินฟราเรด | ยกเครื่องคู่แรงเสียดทาน |
การวิเคราะห์อย่างเป็นระบบของความผิดปกติของการไหลของ A4VSG ช่วยให้สามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ~ 70% ของความผิดพลาดการไหลเกี่ยวข้องกับการปนเปื้อนของเหลวตอกย้ำการจัดการน้ำมันที่เข้มงวดเป็นรากฐานสำหรับการดำเนินงานที่เชื่อถือได้
แรงกดดันความผิดปกติและความร้อนสูงเกินไปความล้มเหลวของ A4VSG ที่สัมพันธ์กันในเครื่องที่น่าเบื่อของอุโมงค์ ในฐานะที่เป็นพารามิเตอร์ไฮดรอลิกพื้นฐานสัญญาณความดันที่ผิดปกติจะทำให้สุขภาพของปั๊มแย่ลงในขณะที่ความร้อนสูงเกินไปสะท้อนให้เห็นถึงปัญหาที่หลากหลายที่เร่งการย่อยสลายซีลและการเกิดออกซิเดชันของน้ำมัน การวินิจฉัยที่ถูกต้องทำให้มั่นใจได้ว่าอุโมงค์อย่างต่อเนื่อง
แรงบิดหัวตัดที่อ่อนแอหรือไม่เพียงพอมักจะบ่งบอกถึงเอาต์พุตแรงดันต่ำ- ซึ่งแตกต่างจากการขาดการไหลที่มีผลต่อความเร็วการสูญเสียความดันช่วยป้องกันการสร้างแรง/แรงบิดที่เพียงพอ การรั่วไหลทั่วทั้งระบบอาจมีส่วนร่วมซึ่งจำเป็นต้องมีการตรวจสอบที่ครอบคลุม
สาเหตุแรงดันต่ำเฉพาะปั๊ม-
การดำเนินการแก้ไข-
ในทางกลับกันแหลมกดดันที่ไม่สามารถอธิบายได้นอกจากนี้ยังทำให้เกิดโรคปั๊ม A4VSG ในขณะที่การขุดอุโมงค์ฮาร์ดร็อคเพิ่มขึ้นอย่างถูกต้องตามกฎหมายแรงดันสูงที่ยั่งยืนภายใต้ความผิดพลาดของสัญญาณโหลดคงที่ แรงดันมากเกินไปเสียพลังงานและอายุการใช้งานที่สั้นลง
ทริกเกอร์แรงดันสูงหลัก-
การทัศนศึกษาอุณหภูมิเป็นตัวบ่งชี้ความล้มเหลวแบบคอมโพสิต A4VSG อุณหภูมิที่อยู่อาศัย> 35 ° C สูงกว่าการสอบสวนใบสำคัญแสดงสิทธิโดยรอบ ความร้อนสูงเกินไปออกซิไดซ์น้ำมันลดการหล่อลื่นและการสร้างลูปข้อเสนอแนะ แหล่งความร้อนแบ่งออกเป็นแรงเสียดทานเชิงกลและการสูญเสียไฮดรอลิก
ฮอตสปอตแรงเสียดทานเชิงกล-
การสูญเสียไฮดรอลิกลำต้นเป็นหลักการรั่วไหลภายใน, แปลงความดันเป็นความร้อน ประสิทธิภาพปริมาตร 5% ลดลงอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 8-10 ° C
การตอบโต้ความร้อนสูงเกินไป-
การวิเคราะห์ชุดข้อมูลความสามารถในการโหลดฟิล์มน้ำมัน(มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหวู่ฮั่น) เผยให้เห็นว่าพื้นผิวที่ดีที่สุดช่วยปรับปรุงความมั่นคงของฟิล์มลดอุณหภูมิรองเท้าแตะได้> 20% ในระหว่างการชั่วคราว - ข้อมูลการอัพเกรดประสิทธิภาพความร้อน A4VSG สำหรับเครื่องที่น่าเบื่อ
การสแกนเทอร์โมกราฟฟีอินฟราเรดสร้างขึ้นอุณหภูมิพื้นฐานสำหรับการบำรุงรักษาทำนาย ผู้ประกอบการรายหนึ่งลดความล้มเหลวที่ไม่คาดคิด 40% โดยใช้วิธีการนี้
การสั่นสะเทือน/เสียงมากเกินไปเป็นคำเตือนความล้มเหลวของ A4VSG ในช่วงต้นขณะที่การรั่วไหลส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและการปฏิบัติตามสิ่งแวดล้อม ในอุโมงค์ที่ จำกัด การสั่นสะเทือนจะเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงานและหน้ากากข้อบกพร่องอื่น ๆ รั่วไหลของของเสียและมลพิษ โซลูชั่นแบบองค์รวมช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือโดยรวม
A4VSG การสั่นสะเทือนเชิงกลเกิดจากความไม่สมดุลของการหมุนและการฝึกปรือกว้างขึ้น- การสั่นสะเทือนจากอุโมงค์ภายนอกทำให้การหลวมของปั๊มทำให้เกิดลูปตอบรับ เสียงเฉพาะความถี่ช่วยวินิจฉัยปัญหา
สาเหตุการสั่นสะเทือนทั่วไป-
กลยุทธ์การลดการสั่นสะเทือน-
เสียงที่เป็นของเหลว(การอึกทึกครึกโครม/พัลส์ความถี่สูง) แตกต่างจากเสียงเชิงกลมักจะเชื่อมโยงกับการออกแบบระบบหรือการตั้งค่า
ทริกเกอร์เสียงรบกวน-
วิธีการลดเสียงรบกวน-
ประเภทการรั่วไหลแบ่งออกเป็นภายใน (การสูญเสียประสิทธิภาพ) และภายนอก (การสูญเสียของเหลว/อันตรายต่อสิ่งแวดล้อม)
ไซต์รั่วไหลทั่วไปและการแก้ไข-
โปรแกรมการบำรุงรักษาที่แม่นยำลดการรั่วไหลอย่างมาก โครงการท่อส่งท่อมงกุฎระยะที่สองลดอัตราการรั่วไหล 80% ผ่าน:
การควบคุมการสั่นสะเทือนเสียงรบกวนและการรั่วไหลช่วยเพิ่ม A4VSGเสถียรภาพในการปฏิบัติงานและประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม- การตรวจสอบสภาพจับคู่กับการบำรุงรักษาเชิงป้องกันขยาย MTBF ปั๊มได้ 30–50%
การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (PM)และการจัดการความแม่นยำเป็นหัวใจสำคัญสำหรับความน่าเชื่อถือของ A4VSG ในเครื่องที่น่าเบื่อของอุโมงค์ เมื่อเปรียบเทียบกับการซ่อมแซมปฏิกิริยา PM อย่างเป็นระบบจะลดความล้มเหลวลง> 40% และการหยุดทำงานที่ไม่ได้วางแผนไว้ 60% กลยุทธ์ที่ปรับแต่งให้ยืดอายุการใช้งานปั๊มในขณะที่พัฒนาเศรษฐศาสตร์โครงการ
ความสมบูรณ์ของฟิล์มน้ำมันกำหนดอายุการใช้งานของ A4VSG แรงเสียดทาน ชุดข้อมูลเช่น "ความสามารถในการรับน้ำหนักฟิล์มน้ำมันของมหาวิทยาลัยหวู่ฮั่นในปั๊มลูกสูบตามแกนภายใต้สภาวะชั่วคราว" ช่วยให้การบำรุงรักษาทำนาย
เทคนิคการตรวจสอบฟิล์มน้ำมัน-
โครงการอุโมงค์หนึ่งขยายระยะเวลาการยกเครื่อง A4VSG จาก 6,000 ถึง 8,000 ชั่วโมง (ประหยัดต้นทุน 35%) โดยการจัดตำแหน่ง PM กับข้อมูลสภาพฟิล์ม-แบบจำลองสำหรับการจัดการสินทรัพย์ไฮดรอลิกที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล
โครงการ Shield Sea Shield Sea Shield ของกวางตุ้งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการจัดการที่แม่นยำ ของมัน "แน่นอน, พิถีพิถัน, ละเอียด, เป็นมาตรฐาน,"วิธีการปรับแต่งการบำรุงรักษาแต่ละด้านให้เหมาะสม
องค์ประกอบการจัดการความแม่นยำหลัก-
ตัวอย่างการใช้งาน-
แนวทางของ Rexroth และประสบการณ์การขุดอุโมงค์แจ้งต่อไปนี้กำหนดการ-
ตาราง: แผนการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน A4VSG
งาน | รายวัน | 500H |
|