Стратегии анализа и оптимизации неисправностей для насосов с переменным перемещением коленного поршня Rexroth A4VSG на буровых машинах

В этой статье систематически анализируются общие ошибки в серии REXROTH A4VSG серии осевых поршневых поршневых насосов в приложениях TBM, охватывающих принципы работы, типичные симптомы отказа, диагностические методы и меры профилактического обслуживания. Исследование посвящено пяти основным механизмам сбоя - недостаточным потокам, аномальному давлению, перегреве, вибрации/шуму и утечке - и предлагает целевые решения, учитывая уникальные условия работы TBM. Включая наборы данных о нагрузке нефтяной пленки и изысканные концепции управления, эта статья содержит практическое руководство по повышению срока надежности и срока службы поршневых насосов A4VSG в туннельных скучных машинах.

Критическая роль осевых поршневых насосов вТуннельные скучные машины

Современные туннельные скучные машины, в качестве основного оборудования для подземного строительства, полагаются на гидравлические системы для питания критических функций, таких как привод, системы тяги, системы тяги и эрекция сегмента. Среди гидравлических компонентов в качестве предпочтительного источника питания из -за предпочтительного источника питания из -за предпочтительного источника питания из -за предпочтительного источника электроэнергии серии REXROTHВысокоприемка/высокая пропускная способностьВТочный контроль смещения, иисключительная надежностьПолем С номинальным давлением 350 бар (пик 400 бар) и смещениями в диапазоне от 40 до 355 мл/оборотов, эти насосы с замкнутым контуром идеально подходят длянепрерывный, стабильныйПроизводительность требований тяжелых туннельных скучных машин.

Тем не менее, суровые туннельные среды, вариации динамической нагрузки идлительная операцияпозиционировать значительные проблемы с долговечностью. Статистические данные показывают, что приблизительно 35% отказов гидравлической системы в туннельных скучных машинах напрямую связаны с осевыми поршневыми насосами, проявляясь какколебания потокаВаномалии давленияВперегрев, иутечкаПолем Такие сбои не только снижают эффективность, но и могут также вызвать каскадные эффекты, ставя под угрозу общую безопасность системы.

В этой статье рассматриваетсяструктурные особенностииз осевых поршневых насосов Rexroth A4VSG, анализируется ихТипичные режимы отказав приложениях TBM и предлагает профилактические стратегии на основеАнализ поведения нефтяной пленкииточное обслуживаниеПолем Сочетая теорию с практикой, он предлагает комплексную диагностику неисправностей и структуру обслуживания для повышения качества и производительности туннеля.

Структура и принцип работы осевых поршневых насосов Rexroth A4VSG

АРексрот серия A4VSGПредставляет передовую промышленную гидравлическую технологию с дизайном, оптимизированной для высокой нагрузки с переменной сдержанностью, таких как TBM. Используя механизм смещения смеси, его сердечные компоненты включают в себя сборочную поршню цилиндров, пластинку порта, механизм регулировки маклета, приводной вал и группу подшипников. Когда двигатель вращает вал насоса, взаимодействие между массовой пластиной и тапочками приводит поршни в поправативном движении, обеспечивая потребление жидкости и разрядки. Регулировка угла шахтыбесконечно варьируетсяСмещение насоса для удовлетворения разнообразных требований к потоку/давлению на различных фазах туннелирования.

В гидравлических системах Shield Machine насосы A4VSG обычно питаютсяупорные цилиндрыиCutterhead Drive MotorsПолем Система тяги требует стабильнойНизкоскоростная/высокая точкаПроизводительность, в то время как приводы Cutterhead требуют адаптации быстрой нагрузки. Такие сложные условия предъявляют экстремальные требования на три критических пары трения насоса (поршневое отверстие, шлифование в скольком и блок-порт цилиндров). Исследования показывают, что в переходных условиях толщина нефтяной пленки в этих парах может резко упасть более чем на 40%. Недостаточная вместимость нагрузки масляной пленки приводит к контакту с металлом до металла, ускорению износа и ускоряющих сбоев.

Таблица: ключевые технические параметры осевых поршневых насосов Rexroth A4VSG

С трибологической точки зрения,надежность узкого местаНасосы A4VSG в туннельных скучных машинах лежат в стабильности нефтяной пленки. Данные из Национального центра обработки данных базовой науки указывают, что в условиях отчиты, толщина нефтяной пленки в осевых парах трения поршневого насоса может мгновенно уменьшаться на> 40%, что значительно увеличивает прямые риски контакта с металлом. Особенно при прохождении туннелирования через гетерогенные слои колебания нагрузки на нагрузку на нагрузку передаются в механизм насоса насоса, дестабилизируя движение управляющих поршня и вызывая колебания потока/давления - явление, особенно выраженное в стареющем оборудовании.

Понимание принципов проектирования и эксплуатации насоса A4VSG имеет основополагающее значение для точной диагностики неисправностей. Следующие разделы углубляются в пять распространенных категорий сбоев в приложениях TBM, предлагая действенные решения.

Недостаточный/нестабильный анализ вывода потока

Аномалии потокаРаньше среди наиболее частых отказов насоса A4VSG в туннельных скучных машинах, обычно представляющих в качестве вялого или слабого движения привода (например, цилиндры тяги или двигатели резаки) или даже полная неудача. Основываясь на характеристиках и основных причинах, проблемы потока делятся на »неадекватный поток" и "колебания потока, «Каждый с четким происхождением и средствами.

Недостатки потока из -за неадекватного входного снабжения

Недостаточное потребление гидравлической жидкостиявляется основной причиной уменьшения потока насоса A4VSG в туннелировании. Ограниченные туннельные пространства часто требуют компактных гидравлических резервуаров, в то время как высокие уровни пыли усугубляют:

• Низкие уровни масла, разоблачающие впускные порты насоса
• Засоренные впускные фильтры из накопления загрязняющих веществ
• Утечки воздуха в старении/вибрирующих впускных линиях

Эти проблемы повышают сопротивление всасывания, предотвращая адекватное образование вакуума в камере насоса и ухудшая отвод поршня. Один проект Metro обнаружил 42% дефицита потока, связанные с плохим всасыванием.

Решения для проблем с впуск:

• Поддерживать безопасные уровни масла с помощью проверок два раза в день
• Выберите впускные фильтры с высоким потоком, впускные фильтры с высоким содержанием загрязнения; сократить циклы замены в суровых условиях
• Обнаружить утечки воздуха через прозрачные шланги или ультразвуковые тестеры; Заменить деградированные печати быстро
• Установите масляные охлаждения для высокотемностей или непрерывных операций, чтобы предотвратить сопротивление всасывания, связанное с вязкостью

Внутренние потери потока, вызванные утечкой

Расширенная операция причинПара трения, увеличение внутренних зазоров и утечки - еще один основной источник потери потока. Продолжительная операция с высокой нагрузкой ускоряет износ в трех критических парах (поршневая шлифовальная плита, блок-порт). Загрязненная жидкость вводит абразивные частицы, которые оценивают поверхности, ухудшающие пути утечки. Кроме того, утомленные центральные пружины уменьшают силу зажима блока до портовой пластины, разлагая герметику.

Диагностика внутренней утечки:

• Мониторинг температуры корпуса насоса; аномальные подъемы часто сопровождают утечку
• Сравните не нагрузку и нагруженные различия потока; Значительные пробелы указывают на утечку
• Анализ масла для частиц износа металла прогнозирует состояние пары трения

Для ремонта утечки приоритетПорт -пластина и реконструкция поверхности блокаПолем Световой износ может быть скорректирован с помощью точного шлифования (плоскостность ≤0,005 мм); Тяжелые случаи требуют полной замены сборки. Полевые данные показывают правильные детали OEM и зазоры восстановления насосов> 92% исходной объемной эффективности.

Механизм смещения ошибки и нестабильность потока

Во время туннелирования изменения нагрузки на каттер требуют насосов A4VSG, чтобыбыстро настроить смещениеПолем Тем не менее, загрязненные управляющие цепи или изношенные компоненты вызывают нестабильность потока, очевидные в неустойчивых скоростях привода или колебаниях датчика.

Провалы механизма общего смещения:

• Контрольный поршень загрязняет загрязняющие вещества, препятствуя движению
• Ослабленная жесткость пружины регулятора, уменьшение контрольной силы
• Серволапов, предотвращение точной корректировки шваровки
• Забитые контрольные отверстия от загрязнения жидкости

Один туннельный проект уменьшил колебания потока с ± 15% до ± 3% на:

• Ультразвуковая очистка управляющих цепей
• Замена всех изношенных компонентов серво -клапана
• Поддержание чистоты жидкости в ISO 4406 18/16/13 или лучше

*Таблица: A4VSG Flow Fault Fault Guide Guide*

Систематический анализ аномалий потока A4VSG обеспечивает быстрое устранение неполадок. Примечательно, что ~ 70% разломов потока связаны сЖидкое загрязнение, подчеркивая строгое управление нефтью в качестве основы для надежной работы.

Аномалии давления и перегрев диагностики

Нерегулярности давленияиперегревявляются взаимосвязанными сбоями A4VSG в туннельных скучных машинах. В качестве фундаментальных гидравлических параметров, сигналы аномального давления ухудшают здоровье насоса, в то время как перегрев отражает множество проблем, которые ускоряют деградацию уплотнения и окисление масла - создавая порочные циклы. Точный диагноз обеспечивает непрерывное туннелирование.

Корневые причины выходного моря с низким давлением

Слабый тяга или неадекватный крутящий моментНизкое давление выходной сигналПолем В отличие от дефицита потока, влияющих на скорость, потеря давления предотвращает достаточную генерацию силы/крутящего момента. Утечки по всей системе также могут внести свой вклад, что требует комплексных проверок.

Насосные причины низкого давления:

• Порт-пластина/несоответствие блоков: тяжелый износ или шорты для ячейки высокого/камеры низкого давления. Один случай показал увеличение утечки на 30% по сравнению с распавшимся системой распределения блоков на 15–20%.
• Механизм смещения смещение: ненулевой угол шваровки при нейтральном (от неправильной регулировки или износа транспорт) снижает эффективное давление.
• Отказ уплотнения высокого давления: корпус, вызванный вибрацией или повреждение уплотнения вала вызывает внешние утечки.

Корректирующие действия:

• Precision Grind Port Plate/Block Surfaces (плоскостность ≤0,005 мм)
• Механизм смещения перекалибровки в соответствии с OEM -спецификациями; Замените изношенные опекуны
• Найти внешние утечки с помощью флуоресцентного красителя; Установите фторуглеродные уплотнения высокого давления
• Установите расходомеры для количественной оценки внутренней утечки

Опасности и обращение с аномальным высоким давлением

Наоборот,необъяснимые всплески давленияТакже чума насосы A4VSG. В то время как жестко-рок-туннелирование законно увеличивает нагрузки, устойчивое высокое давление при устойчивых нагрузках сигнализирует об ошибках. Чрезмерное давление тратит энергию и сокращает срок службы компонентов.

Первичные триггеры высокого давления:

• Дрейф/приклеивание с рельефным клапаном (60% случаев)
• Направленное сбой клапана (опасное улавливание давления)
• Линейные блокировки (особенно забитые возвратные фильтры)
• Один подрядчик уменьшил инциденты под давлением на 75% через:
• Регулярное перекалибровка клапана рельефа
• Вернуть чистку фильтра
• Установка датчиков давления для ранних предупреждений

Многофакторный анализ перегрева

Температурные экскурсииявляются композитными показателями сбоя A4VSG. Температура жилья> 35 ° C выше расследования ордера на окружающую среду. Перегрев окисление масла, разложение смазки и создание петель обратной связи. Источники тепла делится на механические трения и гидравлические потери.

ГОРЯЧИЕ ПРОТИВЫЕ ПРОТИВЫЕ ПРОТИВЫЕ ПРОТИВЫЕ ПРОТИВЫЕ ПРОТИВЫЕ ПРОТИВЫЕ ПРОТИВЫЕ ПРОТИВЫЕ ТРУДЕНИЯ:

• Подшипники: повышенные зазоры от износа. Данные показывают ускоренное отопление после 10 000 часов обслуживания.
• Интерфейс с тапочкой/сплавкой: коллапс масляной пленки вызывает металлический контакт.
• Пары поршня/отверстия: неверные зазоры или загрязнение увеличивают трение.

Гидравлические потерив первую очередь проистекает изВнутренняя утечка, преобразование давления в тепло. Падение объемной эффективности на 5% повышает температуру на 8–10 ° C.

Перегрев контрмеры:

• Заменить подшипники профилактивно на 8000–10 000 часов
• Поддерживать чистоту ISO Fluid
• Обеспечить более прохладную функциональность; Добавьте вспомогательные единицы при необходимости
• Выберите жидкости, подходящие для вязкости (синтетика для высоких температур)
• Ограничение обратного обратного дальности до ≤0,3 МПа

Анализнаборы данных о нагрузке масляной пленки(Уэханский университет науки и технологии) показывает, что оптимизированные текстуры поверхности улучшают стабильность пленки, снижая температуру тапочки на> 20% во время переходных процессов - информирование тепловых производительности A4VSG для туннельных скучных машин.

Инфракрасная термография устанавливаетБазовые температурыДля прогнозного обслуживания. Один оператор сократил неожиданные сбои на 40%, используя этот подход.

Вибрация/шум и смягчение утечки

Чрезмерная вибрация/шумранние предупреждения о неудаче A4VSG, в то время какутечкавлияет на эффективность и соблюдение окружающей среды. В ограниченных туннелях вибрации вредят оператору здоровья и маскируют другие недостатки; Утечка отходов жидкости и загрязнения. Целостные решения повышают общую надежность.

Механические источники вибрации и лекарства

A4VSG Механические вибрации происходят изРотационный дисбалансиРасширенные зазорыПолем Внешние вибрации туннелирования усугубляют ослабление насоса, создавая петли обратной связи. Частотные звуки помогают диагностировать проблемы.

Общая вибрация вызывает:

• Размещение вала:> 0,1 мм. Связание моторного насоса вызывает заметную вибрацию (25% случаев).
• Носитель подшипника: чрезмерная радиальная игра вызывает колебание вала.
• Свободные застежки: туннельные вибрации ослабляют монтажное оборудование.
• Слаш -колебание: изношенные механизмы смещения вызывают неустойчивое движение.

Тактика уменьшения вибрации:

• Лазерные валы до ≤0,05 мм толерантности
• Мониторинг зазоров подшипника; заменить, если> 0,15 мм
• Применить соединения, заполняющие потоки, на критические крепежные элементы
• Установите вибрационные крепления
• Используйте анализаторы спектра для раннего обнаружения разломов

Генерация гидравлического шума и снижение

Жидкие звуки(Высокочастотные скуки/пульсации) отличаются от механических звуков, часто привязанных к проектированию системы или настройкам.

Шумовые триггеры:

• Кавитация: вход воздуха или ограниченное впускное устройство слышит развертывание пузырьков (увеличение ≥15 дБ).
• Пульсации давления: волнение потока насоса усиливается с помощью несоответствий импеданса.
• Водяной молоток: внезапные закрытия клапана генерируют ударные волны.
• Высокая вязкость: повышает сопротивление потоку, особенно во время холода.

Методы шума:

• Впускные линии UpSize для снижения риска кавитации
• Установите пульсационные демпфины/аккумуляторы
• Оптимизировать скорость перехода клапанов
• Используйте оценки температуры вязкости
• Воздушные карманы с кровотечением регулярно

Классификация и контроль утечки

Типы утечкиРазделите на внутреннюю (потерю эффективности) и внешнюю (потери жидкости/вред окружающей среды).

Общие сайты и исправления утечек:

• Уплотнения вала: составляют 60% внешних утечек. Замените уплотнения и вспомогательные валы одновременно.
• Соединительные лица: деградированные прокладки? Используйте уплотнения высокой плотности и перекрестные наказания на спецификации.
• Механизмы смещения: рыхлые регуляторы или уплотнение утечки утечки. Обновите на уплотнения высокого давления.
• Фитинги: туннельные вибрации ослабляют нити. Переключитесь на расклешенные или фланцевые соединения.

Программы технического обслуживаниярезко уменьшить утечки. Гуандонг проект проекта фазы II Фаза II Скоры утечки на 80% с помощью:

• Трехровневая система проверки (оператор, руководитель, специалист)
• Стандартизированные контрольные списки с четкими критериями
• Циртинга риска визуальной утечки
• Отслеживание жизненного цикла уплотнения
• Профилактическая замена печати

Реализация вибрации, шума и управления утечкой повышает A4VSGоперационная стабильностьиЭкологические показателиПолем Мониторинг состояния в сочетании с профилактическим обслуживанием расширяет насос MTBF на 30–50%.

Профилактическое обслуживание и управление точности

Профилактическое обслуживание (PM)иУправление точностиявляются ключевыми для надежности A4VSG в туннельных скучных машинах. По сравнению с реактивным ремонтом, систематический PM снижает сбои на> 40% и незапланированное время простоя на 60%. Аптированные стратегии продлевают срок службы насоса, улучшая экономику проекта.

Прогнозируемое обслуживание на основе нефтяной пленки

Целостность нефтяной пленкидиктует A4VSG Friction Pare Longevity. Наборы данных, такие как «Нефтяная пленка в Университете Уэханского университета» в осевых поршневых насосах в условиях переходных процессов », обеспечивают прогнозное содержание.

Методы мониторинга нефтяной пленки:

• Анализ масла: мониторинг износ металлов и загрязняющих веществ. Железные шипы сигнализируют о металлическом контакте.
• Тенденция температуры: горячие точки предшествуют сбое пленки.
• Спектры вибрации: толщина пленки изменяет частотные подписи.
• Пульсация давления: снижение жесткости пленки увеличивает пульсации.

Один туннельный проект расширил интервалы капитального ремонта A4VSG с 6000 до 8000 часов (35% экономии средств), выровняя PM с данными о состоянии пленки-модель для управления гидравлическими активами, управляемыми данными.

Управление точностью в гидравлических системах

Проект Гуандунского южно -китайского щита в Южно -Китайском море продемонстрировал эффективность точности управления. Его "Точный, тщательный, тщательный, стандартизированный«Подход оптимизирует каждый аспект обслуживания.

Элементы управления основной точностью:

• Стандартные рабочие процедуры (СОП): подробные контрольные списки насосов (например, 500-часовые проверки зазора подшипника, 1000-часовые тесты на эффективность).
• Полный контроль качества жизненного цикла: выбор жидкости документов, изменения фильтра и допуски сборки.
• Преодоление риска: определить сценарии высокого риска (например, механизмы смещения жестко-рок-туннелирования).
• Метрики производительности: качество обслуживания ссылок на стимулы (например, награда «Команда с нулевой личкой»).

Примеры реализации:

• Отслеживание «один на пип-один» для исторических данных
• Управление запасными частями QR-кодировки
• «Ноль дефекта» кампании.
• Библиотеки случаев с неудачами и обмен знаниями
• Тройная проверка (самооценка/сверстник/эксперт).

Рекомендуемые интервалы обслуживания и ключевые задачи

Руководство REXROTH и опыт туннелирования сообщают следующееГрафик PM:

Таблица: План профилактического обслуживания A4VSG

Операционные лучшие практикиТакже продлит срок службы насоса:

• Ручные насосы перед началом; холостое время ≥5 минут до загрузки (≥10 минут зимой)
• Избегайте непрерывной работы пикового давления (ограничение до 90% -ного рейтинга)
• Поддерживать минимальную частоту VFD ≥25 Гц для смазки
• Проверки уровня масла после SHUTDOWN с утвержденными жидкостями
• Журнал всех стартапов, выключений и аномалий

Программы Precision PM улучшают срок службы A4VSG за> 30% и снижают сбои на 50%, что обеспечивает надежную производительность машины щита. Этот систематический подход определяет современные стандарты управления гидравлическим оборудованием.

Выводы и будущие перспективы

Rexroth A4VSGАксиальные поршневые насосы имеют ключевую роль в производительности гидравлической системы щита машины, непосредственно влияя на безопасность и эффективность туннелирования. Выводы этого исследования придают критические выводы, в то же время излагая будущие инновации. Данные подтверждают, что анализ научных неисправностей и профилактические стратегии значительно улучшают A4VSGнадежностьидолговечностьв суровых туннельных условиях.

Ключевые выводы

Комплексный анализ отказов A4VSG показывает:

1Загрязнение жидкостью доминирует: ~ 70% разломов насоса коррелируют с превышающей чистотой ISO 4406 18/16/13, особенно износом портов и трюком клапана. Поддержание чистоты нефти является наиболее экономически эффективной профилактикой.

2Стабильность нефтяной пленки имеет решающую: Данные Университета Ухан показывают> 40% сокращения толщины пленки переходной пленки, вызванные контактом металла. Оптимизированные текстуры поверхности улучшают нагрузку на пленку.

3Температура интегрирует несколько режимов отказа: Аномальное отопление отражает износ подшипника, утечку или деградацию жидкости. Базовая тенденция обеспечивает раннее обнаружение.

4Точное обслуживание обеспечивает рентабельность: Проект Гуандунга в Южно-Китайском море сократил утечку на 80% и затрат на 35% за счет стандартизации и решений, основанных на данных.

5Профилактика превосходит ремонт: PM расширяет интервалы капитального ремонта A4VSG на 30–50% по сравнению с реактивными фиксациями. Прогнозируемое обслуживание на основе условий представляет собой будущее.

Технологические достижения

Будущие разработки A4VSG для туннельных скучных машин включают:

1Умные системы мониторинга: Интегрированные датчики температуры/давления/вибрации с IoT включают диагностику в реальном времени.