tbm的状态监测与故障诊断讲座 ppt课件.ppt
《tbm的状态监测与故障诊断讲座 ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《tbm的状态监测与故障诊断讲座 ppt课件.ppt(93页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、*1 TBM与盾构机的 状态监测与故障诊断 *2 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 *3 1.开展TBM与盾构机状态监测 与故障诊断的必要性 医院大夫给病人诊断疾病,需要综合分析体温 、脉搏、血液化验、B超等多项指标检
2、验结果,并 与诊断标准对比,得出诊断结论;同样地,机械设 备的故障诊断也需要采集温度、噪声、油液中磨粒 的大小、形态、浓度,机械振动的频谱、液压系统 压力、流量损失,电气系统的电压、电流等多个状 态信号或参数,并与判断标准进行对比和综合分析 ,得出设备有无故障以及故障的原因、部位等诊断 结论。TBM/盾构机作为大型专用设备也不例外。 *4 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
3、。 *5 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; *6 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
4、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。 *7 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。 *8 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
5、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
6、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。 *9 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。 *10 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CONDA
7、T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 。 *11 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
8、了测温传感器,对油温等进行有效的监控; 3.1.3 温度监测技术 *12 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、安全地监测主电机、变速箱、皮带 机滚筒、高压电缆接头等部件的工作温度 。也可以利用手持式红外线测温计测量 螺旋输送机出口的碴土温度,以辅助判 断刀盘前方是否产生泥饼或堵仓。 3.2.2温度监测技术 *13 3.1.4 无损检测技术 主要是指工业内窥镜监测法观测设 备内部情况。 打开TBM主轴承壳体的观测孔,利 用工业内窥镜观测主轴承滚子、滚 道、保持架的磨损和锈蚀情况。 *14 工业内窥镜应用观测主轴承观测 *15 TBM主轴承结构 *16
9、 TBM主轴承内窥镜观测 *17 盾构机主轴承解体 *18 大伙 房 TBM 主轴 承滚 道剥 落碎 块 *19 大伙房TBM主轴承滚道剥落碎块 *20 3.1.5 性能状态参数测试技术 TBM的运转参数很多,但测试具 有代表性的状态参数,可以有效地 实施状态监测与故障诊断,如功率 、扭矩、转速、掘进速度、压力、 流量、温度及电气参数等,为TBM的 操作和维修人员提供直观的故障信 息和工作状态信息。 *21 3.1.6 故障树逻辑诊断技术 故障树逻辑方法则是结合油质分 析、振动分析以及噪声、温度和 性能状态参数测试等多种方法, 能够清晰地揭示TBM某一系统内 的故障规律和逻辑关系。 比较适合T
10、BM液压等多个系统的 故障诊断。 *22 3.1.7监测重点及巡检路径 根据监测对象在TBM运转中的作用和对停机 造成影响的程度来确定监测的重点。以及 TBM的巡检路径: 后配套上层拖车水泵电机及水泵溜渣 槽三号皮带机及其泵站拖拉系统泵站 变压器下层拖车输送泵喷浆机械手 主泵站上层拖车二号皮带机主机记 录数据上部吊机钢拱架运输机构主变 速箱主机下部仰拱吊机材料吊机污 水泵及电机除尘风机一号皮带机。 *23 3.2 故障诊断标准的制定 设备状态监测目的是力求准确的判 断出设备的故障,而判断设备好坏 的关键是标准的制订。TBM的故障诊 断采用了三类判断标准: 3.2.1 绝对判断标准 3.2.2
11、相对判断标准 3.2.3 类比判断标准 *24 3.2.1 绝对判断标准 (1) TBM技术资料上注明标定工况下运转性能参数的标 称值和极限值; (2) 旋转机械的振动量参照1974年颁布的ISO2372适 用于工作转速600-12000转/分; (3) 温度: 轴承壳体:70注意,90停止; 轴承本体: 90注意,120停止; 轴承内润滑油:80注意,100停止; 基于主轴承的重要性,当油温达到65 时报警,70停机; (4) TBM使用的油品的理化指标合格标准 (5) 铁谱分析:大于15m的颗粒显著增加时,可初步 判断为不正常;大磨粒读数AL 、小磨粒读数 AS(分析式 铁谱)可用趋势分析
12、建立标准; (6) 光谱分析:油中各种元素的含量也可通过趋势分析 建立标准。 *25 3.2.1 绝对判断标准之TBM液压系统换油指标: B20(ISO VG68)抗磨液压油 *26 关于油液污染度等级的几个概念 1、SAE749D污染度等级标准 美国工程师学会(SAE)在1963年 提出。以颗粒浓度为基础,按照100ml 油液中在510、1025、2550、50 100和大于100m等5个尺寸范围内的 最大允许颗粒数划分为7个污染度等级 见表 *27 SAE749D污染度等级 (100ml中的颗粒数) 污染度 等级 颗粒尺寸范围/m 5101025255050 100 100 0 1 2 3
13、 4 5 6 2700 4600 9700 2400 3200 8700 12800 670 1340 2680 5360 10700 21400 4200 93 210 350 780 1510 3130 6500 16 26 56 110 225 430 100 1 3 5 11 21 41 92 力士乐柱塞泵的用油洁净度要求最低不小于SAE6级 *28 2、NAS1638污染度等级标准 由美国宇航学会1964年在SAE标 准基础上提出,也是根据5个尺寸范 围的颗粒浓度划分等级,污染度扩 大到14个等级。适应范围更广些。 该标准在美国和世界各国得到广泛 应用。力士乐柱塞泵的用油洁净度 要求
14、最低不小于NAS9级。股份公司 监测站也采用该标准。 *29 NAS1638污染度等级(100ml中的颗粒数) 污染度颗粒尺寸范围/m 5101025255050100100 00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 32000 64000 128000 256000 512000 1024000 22 44 89 178 356 712 1425 2850 5700 11400 22800 45600 91200 182400 4 8 16 32 63 126 253 506 1012 2025
15、 4050 8100 16200 32400 1 2 3 6 11 22 45 90 180 360 720 1440 2880 5760 0 0 1 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 力士乐柱塞泵的用油洁净度要求最低不小于SAE6级。 *30 3、国际标准ISO4406污染度等级标准 该标准采用两个数码代表油液污染度等级,前面的 数码代表1ml油液中尺寸大于5m的颗粒数等级, 后面的数码代表1ml油液中尺寸大于15m的颗粒数 等级,两个数码之间用一斜线分开。 例如:污染度等级18/15表示:油液中尺寸大于5m 的颗粒数等级的数码为18,每1ml油液中颗粒数在
16、 13002500之间;大于15m的颗粒数等级的数码 为15,每1ml油液中颗粒数在160320之间; 例如:测得每毫升油液中大于5m的颗粒数为800 ,大于15m的颗粒数为120,则可知油液的污染度 等级为17/14。 *31 ISO4406污染度等级数码 每毫升油液颗粒数等级数 码 每毫升油液颗粒数等级数 码 大于上限值大于上限值 80000 40000 20000 10000 5000 2500 1300 640 320 160 80 40 20 160000 80000 40000 20000 10000 5000 2500 1300 640 320 160 80 40 24 23 2
17、2 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 10 5 2.5 1.3 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02 0.01 0.005 0.0025 20 10 5 2.5 1.3 0.64 0.32 0.16 0.08 0.04 0.02 0.01 0.005 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0.9 力士乐柱塞泵的用油洁净度要求最低不小于18/15 *32 ISO4406与其他污染度标准对照表 ISO4406NAS1638SAE749D每毫升油液大于10m颗粒数 26/23-140000 25/23-85000 23/20-14000
18、21/1812-4500 20/18-2400 20/1711-2300 20/16-1400 19/16101200 18/1596580 17/1485280 16/1374140 15/126370 14/12-40 14/115235 *33 3.2.1 绝对判断标准之设备振动标准 由于设备的振动具有加速度、速度、位移 三个描述参量,通常基于振动的设备运行状态 ,判定标准相应的有加速度、速度、位移。结 合TBM在实际施工中的本身技术要求与实践现 场诊断给予修正,制订TBM各旋转设备的振动 测试判定标准。所取的振动值均由振动数据采 集仪采集。由于各台设备的型号、负荷、转速 及设计的性能要
19、求不同,故所制定的振动测试 判定标准也不相同。 *34 *35 设备名称功率 (KW) 转速 速度评价(mm/s) 好较好允许不允许 主电机430/2201500/75011.0 除尘风机110295011.0 仰拱吊机2214705.7 材料吊机1514502.8 泵站:P1200148511.0 P2200148511.0 P33714852.8 P44514855.7 P54514855.7 P6132150011.0 P7414852.8 P8414852.8 P9150150016.0 P107.515002.8 P111114502.8 P1215 2.8 P135514805.7
20、 P145514805.7 主水泵3029005.7 注浆泵3015005.7 机械手3015005.7 一级风机(洞外)250148011.0 二级风机(18#)5514705.7 三级风机(5#)4529505.7 设备振动标准的制定 *36 3.2.2 相对判断标准 采用这种判断标准时,要求根据设备的同 一部位同一量值进行测定,将设备正常运 转情况下的量值作为初始值即标准值,按 时间先后将实测值与初始值进行比较来判 断设备状态。具体来说,就是在TBM施工 初期,对同一设备进行运转参数(振动、 压力、温度、速度、流量等)、油品理化 指标参数、铁谱、光谱、污染度、粘度、 水分等诸多参数采集,
21、以此作为初始测定 值,经过不同阶段相同条件下的多次采集 ,经几次结果进行分析比较,可以推断出 该部位的运转情况,故障的变化趋势。 *37 3.3.3 类比判断标准 将数台机型相同、规格相同的设 备如TBM(盾构)的8台主电机( 液压马达)、主变速箱,在相同的 运转条件下对它们进行参数测试, 经过相互比较可对设备的状态进行 评定。 *38 4. 1TBM油液检测技术 概述 TBM油品理化性能的分析 TBM铁谱测试技术 TBM油液磨损颗粒的定性分析 TBM油液磨损颗粒的趋势分析铁 谱三线值法 TBM油品的光谱分析 *39 4.1.1概 述 在机械运动中,大部分摩擦副产生的磨粒都 要进入润滑油或液压
22、油中,油液中携带着来 自磨损表面的磨损碎屑,作为一种诊断媒介 ,对磨粒的分析可以提供有关设备状态的重 要信息,因而了解油液中磨粒的成分、数量 、形态,能够及时准确地了解机械的磨损程 度和磨损性质,从而判断机械的技术状态和 故障趋势,为TBM的故障维修提供依据。 *40 4.1.1概 述 对于TBM各类油液的检测,主要 是采用油质检测仪和污染度测试 仪,对油质的理化性能指标进行 检测,并结合铁谱、光谱分析技 术,对磨损磨粒进行定性和趋势 分析。 *41 4.1.1概 述 油液污染度、水分、斑点、粘度分析等理化 分析方法可以直观地判断TBM各类油质的劣 化程度; 铁谱分析可以清楚地辨别油液磨粒的种
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- tbm的状态监测与故障诊断讲座 ppt课件 tbm 状态 监测 故障诊断 讲座 ppt 课件
链接地址:https://www.31doc.com/p-3021313.html