:167226413(2011)0120174202盾构液压系统油液污染的控制黄旺森(温州市质量技术监督检测院,浙江温州325000)摘要:对盾构机液压系统油液污染进行了分析,并提出了在线监控系统,对于提高盾构机工作效率、推广油液污染控制技术等均具有重要意义。关键词:盾构机;液压系统;油液污染:TU621文献标识码:B0引言盾构机主要包括刀盘驱动机构、盾构推进及铰接机构、螺旋输送机、管片安装机、管片输送机构、注浆泵系统、液压油冷却及过滤系统共7大系统1,作为地下施工的大型工程机械,它的主要动作都是由液压系统完成的。由于施工环境恶劣、人为操作失误等原因,致使油液受到污染,常导致液压设备故障,甚至停机,影响施工的正常进行,所以研究盾构机油液污染控制很有实际意义。1污染物油液系统的油液污染是指油液中出现了对系统的可靠性和元件寿命有害的物质和能量2。对于盾构机而言,污染物有外界侵入的污染物、系统内残留的污染物和系统生成的污染物3种。111外界侵入污染物液压系统在工作过程中不可避免地会受到外界污染物的侵入,由于盾构机工作在地下,施工环境差,尤其在长江入海口处,其地下含有丰富的水份和颗粒,所以颗粒侵入是主要的污染之一。112系统内残留的污染物液压系统及元件在加工、装配、储运中将污染物混入系统中,如金属切屑、焊渣、尘埃及清洗溶剂等。113系统生成的污染物液压系统各运动副相互摩擦产生的磨屑以及内表面锈蚀产生的锈片。据统计液压系统故障有70%～80%是由液压油污染造成的,而且事后维修发现由于油液中含有颗粒,导致各液压元件摩擦加剧,从而引起各部件工作不正常,因此检测液压油的清洁度(污染度)显得很有必要。2颗粒污染的危害固体颗粒污染物的主要危害如下:容易卡住液压阀芯,使液压阀动作失灵,严重时会造成停机;易使过滤器堵塞,导致泵吸油困难而吸入空气,使液压泵发热,产生噪声,堵塞严重时因阻力大会将滤网击穿;污染物进入液压泵会堵塞泄漏通道、造成密封圈甚至压盖在运转时被冲出,加速液压泵的磨损,导致内泄漏加剧,降低液压泵的容积效率,缩短元件寿命,并导致执行元件运动减慢;其产生的磨料磨损会加剧液压油的污染,造成液压泵、油马达、油缸、液压阀的大面积过早磨损,以致失效。不同液压元件对固体颗粒的敏感程度不同,见表1。表1不同液压元件的颗粒敏感尺寸表1为单个元件的颗粒敏感尺寸,而一个液压系统的敏感尺寸通常以系统中各个液压元件的最小敏感尺寸为衡量,根据实际经验以溢流阀堵塞情况做大致判断(溢流阀颗粒敏感尺寸是5Λm)。3油液污染的控制液压系统油液的污染控制贯穿于液压系统的设计、加工制造、使用维护等整个过程。需要明确的是:控制液压系统油液的污染并不可能完全去除污染物,而是要通过污染控制措施,最大程度地使油液的污染度保持在系统关键液压元件所能承受的范围内3。污染物对液压元件有着很大的危害,虽然在液压系统内通过设置较高精度的过滤器可以控制油液污染物的等级,但仍需要在使用过程的各个环节注意液压系统的污染控制,才能从根本上提高系统的工作性能,收稿日期:2010205210;修回日期:2010209225作者简介:黄旺森(19792),男,浙江温州人,助理工程师,本科。名称颗粒敏感尺寸(Λm)液压阀5～15轴向柱塞泵ƒ马达10～15径向柱塞泵ƒ马达15～25叶片泵20～30·175·2011年第1期机械工程与自动化延长液压系统的使用寿命。目前盾构机械油液污染的解决办法大多依靠事后维修,以及经验法或仪器离线式检测。该办法的缺点是液压元器件如泵、溢流阀等已经发生故障才去查明故障原因,无法在故障发生时控制故障发展。由于在线状态检测能在故障初期起到预警作用,因此在线式检测逐渐受到人们的关注,在工业发达国家已经获得了广泛的应用,我国企业也在向这方面过渡中。鉴于盾构液压油污染主要由泥土或金属颗粒物引起,本系统拟采用自动颗粒计数仪来测量液压油的污器是关键部件,由它感知颗粒的数量和粒径大小。其原理如下:当每个粒子随液体通过一区域,该区域被激光均匀照明,粒子对激光的阻挡将在光检测器上产生一个正比于粒子投影面积的电压脉冲,一次脉冲即记录下一个粒子,同时,由电压脉冲的高度可以定出这个粒子的等效粒度,其测量粒径范围为01Λm～600Λm。染度,仪器经RS232总线...