凿岩台车的几个常见故障原因及处理方法

凿岩台车的几个常见故障原因及处理方法

第二工程有限公司 邓玉军

摘 要 本文对汤姆洛克电脑台车在使用中几个常见故障的原因进行了分析,并提出处理方法。

关键词 电脑台车 故障原因 处理方法

汤姆洛克AXERA 系列T10电脑台车是用于隧道工程钻孔的台车,具备电脑自动根据设计好的开挖面布孔图定位及自动钻孔的功能。T10电脑台车装配有三条电液控制大臂,能够快速完成最大122m 2开挖截面的隧道钻孔,其推进梁具有358!的旋转角度及自动调平功能,使得其能快速和高效地作业。

汤姆洛克T10电脑台车和其它普通台车相比较,具有以下显著特点:

(1)H LX5T 超级凿岩机超高的穿孔速度,冲击压力最高可达225bar,设计了推进稳定装置,冲击效果更好;

(2)THC 全液压和TPC 电液比例控制液压系统,确保了高功率冲击钻孔速度下的低钻具消耗;

(3)箱式全封闭推进梁具有更高的刚度;

(4)TCAD/DATA 全电脑自动钻孔系统大大降低了超欠挖的开挖量,显著降低工程成本;

(5)整机模块化设计,维修保养更方便;

(6)FOPS 防落石驾驶室,可升降,全封闭,更舒适,

更安全。

凿岩台车的几个常见故障原因及处理方法

图1 冲洗水阀结构示意1 Soleno id 2 Pressure spr ing 3 O-ring 4 Pr essure spr ing 5 Valv e piston 6 Grooved r ing 7 Gasket 8 Piston 9 Solenoid valv e adaptor 10 Bo lt 11 Core

凿岩台车在钻孔过程中,经常会遇到

以下各种故障,现就其故障原因及处理方

法作一简要介绍。

1 几个常见故障的原因及处理方法

1 1 水阀关不住水或没有冲洗水

在台车钻孔过程中,水主要作为钻杆

及钻头、液压油的冷却、洗孔以及除尘等

作用。台车钻孔时对水压力有一定的要

求,一般在隧道外修建高压蓄水池供水,

要求供水水压不低于5bar,经过台车自身

高压水泵的加压后,达到10~25bar,如果

低于10bar,就会自动停止钻孔工作。在

我们操作台车进行钻孔时,有时会出现停

止了钻孔工作,仍然会有冲洗水从钻头流

出来,影响操作者的操作;或者是开始钻孔操作却没有冲洗水无法正常进行钻孔。冲洗水的开启或停止由水阀(见图1)来控制,当操作者按下钻孔控制按钮,由电脑控制的水阀

就会有水通过,当停止钻孔工作时,水阀就会关闭。但实际上有时在钻孔结束后,仍有水流出,或开始钻孔时无水不能开始钻孔,说明是水阀出了故障,一般来说,可能分别是水阀的两个控制通道被杂物堵塞,只要将其拆下用高压风吹通再重新装上就可以了。

1 2 自动定位系统定位不准确

汤姆洛克T10电脑台车具有全自动数据导向系统,操作手可以按照台车电脑屏幕上指示的孔位进行作业,每个孔的位置、方向、角度事先在办公室用TVCAD设计好,操作手依靠电脑屏幕指示便可以工作,全部钻孔过程由电脑自动控制完成,并实时记录钻孔过程和结果。这是区别于其它普通台车的最显著的特点,但是其自动定位系统经常会发生定位不准确的故障,使钻孔孔位不准,开挖的隧道成形不理想。

电脑台车的自动定位系统由主控单元、ECU箱(包括CPU卡、R/D卡、伺服卡)、1~3#大臂及推进梁、大臂及推进梁铰接点传感器、显示器等组成。大臂自动定位系统控制模式的信号传递过程如下:主控单元将布孔图坐标数据和钻孔深度通过串行接口发送到大臂CPU,大臂CPU计算出提供给伺服阀的新输出值,同时大臂CPU检测系统错误,必要时停止大臂动作。伺服卡从大臂CPU读取给伺服阀的新输出值并转换为控制伺服阀的数值,R/D卡连续读取铰接点传感器的信号并输出至大臂的CPU,大臂CPU将传感器和状态数据通过串行接口发送到主控单元,主控单元计算出大臂的位置和方向,并刷新显示器显示。

凿岩台车的每个大臂都设计了七个铰接点,在每个铰接点都安装了一个感应式旋转角度传感器(图2所示),分别用于测量大臂的移动角度(包括大臂摆动、升降、推进梁摆动、升降、旋转)和伸缩长度(包括大臂伸缩、推进梁伸缩),传感器能够进行精确的角度测量,传感器由三个不同的线圈组成:激励线圈提供400H z的正弦波电压,正弦线圈和余弦线圈感应出测量电压,后两个线圈互成90!安装,来自正弦和余弦线圈的信号,经过大臂R/D卡的多路输入器、放大器和A/O转换器到达大臂处理器,从而计算出大臂的位置和方向。

凿岩台车的几个常见故障原因及处理方法

图2 铰接点传感器结构示意

当台车的定位不准确,说明是定位系统出现了故障,当定位系统各部分连接线路接触不好,有断路或短路,铰接点感应式传感器出现故障等都可能造成定位不准。此时可以打开电脑,启动泵站,将大臂从一端极限位置移动另一端,检查分解器(R/D卡),同时,在?joint sensors(铰接点传感器)#页面检查传感器的读数。当铰接点无运动时,读数不应变化。当大臂朝任一方向移动时,该读数应立即有变化。如果读数有间歇停顿,说明有机械故障,或R/D卡的电源输出有故障。如果读数跳动或完全错误,说明传感器或电缆有电气故障,或该传感器已拆除、或标定不正确。将大臂进

行非常少量的移动,检查传感器是否有间隙,并检查传感器是否随铰接点的运动立即动作。

如果是传感器的故障,可以分别测量三个线圈之间的电阻,其值应该在规定的范围内。或者测量每个线圈和地之间的电阻,该电阻应很大(大于1兆欧姆),电阻小说明线圈可能出现短路,电线绝缘破损,或传感器和电线内部有水。任何潮气均应排除,传感器应干燥或更换。将故障排除以后,还要用水平仪、台车定位激光及隧道定位激光对每个大臂进行校正。

1 3 钻孔结束后凿岩机不能自动退回或者退回后继续旋转

在每个大臂在推进梁的前端和后端都有一个NPN型感应式接近传感器(接近开关),传感器的供电电压是+24V,当有金属物体接近传感器的前端,并且距离小于0 5cm时,传感器将发送24V的直流电信号给计算机;传感器未被触发时,信号是0V直流电。接近开关用于限制凿岩机的行程,在钻孔过程中,当凿岩机行走到前端部时,前开关闭合,给电脑输入一个输入信号,凿岩机自动退回(俗称自动退钎),当凿岩机退回到后端部时,后限位器闭合,同时给电脑一个输入信号,凿岩机停止旋转,并告诉系统此钻孔过程结束。

当凿岩机出现行走到前端部却不能自动退钎或退钎后钻杆继续旋转的故障时,说明是这两个接近开关或者其连接线路出了故障,这里可以用万用表检测线路或接近开关找出原因,并进行处理,然后调出电脑的?凿岩机位置#功能菜单,手动行走凿岩机到前后端部,观察接近开关的状态变化,当凿岩机行走到前端时,凿岩机前端位置值应为1,后端值应为0;当凿岩机行走到后端时,凿岩机后端位置值应为1,前端值应为0。当凿岩机在其它位置时,两个值都应为0。如果有凿岩机某个位置值不正确,应检查相应的传感器或线路情况。

1 4 大臂动作混乱或者无动作

台车大臂的ECU箱中负责大臂动作控制、钻孔控制监测和大臂铰接点传感器接口,ECU机架包括以下组件:?每个大臂的大臂控制器,每个大臂控制器由一张主板、三张单独的卡组成,三张单独的卡是一个大臂CPU卡、一个伺服卡和一个R/D卡(分解器/数字);%一个+5V、+12V和-12V的电源。ECU的供电由ECU箱中的24VDC/DC转换器供应,DC/DC转换器将台车主电源的电压转换为24V直流电。

在每个大臂CPU卡和主控单元之间都有一个单独的RS232串口,在自动钻孔时,将指令传送给大臂控制器。并且在操作时,将传感器和状态数据从大臂控制器传送给主控单元。大臂CPU的主要功能是在全自动和普通模式时,控制大臂的动作。伺服卡通过串行接口由SSCM单元读取面板数据,按操纵杆指令直接控制大臂动作。R/D(分解器/数字)卡是大臂铰接点传感器的分解器部件的接口,并将分解器的信号转换为大臂铰接点的实际角度。这些数据通过系统公用存储器,更新大臂CPU的数据。通过铰接点角度数据和大臂几何数据,计算出大臂的位置和方向。主板提供电源、外部输入/输出信号、内部数据通讯和通过外部串口与大臂控制器卡通讯。

当移动大臂时,大臂出现动作混乱,说明是大臂的控制系统出了问题,此时可以打开安装大臂控制系统的ECU控制箱,观察系统各部件(CPU卡、R/D卡、伺服卡)的工作情况,每个卡都有两个发光二极管,一个红色,一个绿色。如果绿色二极管闪烁,说明该卡正与其它卡进行正常通讯。如果红色二极管闪烁,说明该卡有故障。将此卡取出再重新插上,重新启动电脑观察大臂的工作情况,如果故障仍未排除,可以用其它臂的卡更换再试机,从而判断是否是卡出了故障。如果绿色指示灯熄灭,说明中央单元的供电电压不正确。用万用表检查中央单元供电电压应是U i=24V DC,所有的卡都安装后的总电流约为l i=1 6A。

1 5 孔深及钻孔速度不显示

与每个DPW(脉冲宽度调整器)连接的流量传感器,用来测量凿岩机的位置。当有液压油流过

图3 深度传感器的安装示意图

传感器(图3)内部的涡轮时,涡轮旋转。两个接近

开关拾取涡轮旋转时产生的脉冲。DPW 计算这些

脉冲,并将其转换为凿岩机的位移。标定后,可将

脉冲数转换成米位移。脉冲传感器用螺纹固定,干

套和涡轮之间的间隙约为0 5~1mm ,然后拧紧锁

紧螺母,并检查间隙。

开始进行钻孔时,如果流量传感器工作,但凿

岩机的位移不准确,首先进行标定检查。如果凿岩

机位置(钻孔深度)计数不工作,例如传感器数值无

变化,或仅在一个方向变化,此时应使用示波器或

万用表检查脉冲传感器的脉冲形状。如果快速移动时JB102接线盒中测出的脉冲是正确的,必须检查JB102接线盒和DPW 箱之间的连接,如果有故障,必须更换电缆。如果脉冲形状不正确,必须检查传感器,故障传感器应与更换。重新调整脉冲形状,直到与规定的形状相符为止。检查间隙时,应使用塞尺测量流量传感器和接近开关之间的间隙。如果干套安装得过于接近测齿,当压力油接通时,将会损坏涡轮。

2 结束语

汤姆洛克T10电脑台车由于使用了电脑控制及整机模块化设计,维修保养更加方便,只要我们对其结构及工作原理有了充分的了解,就很容易对其故障进行分析,从而判断出到底是哪里出了故障,解决起来就容易多了。随着社会的发展,现代大型施工机械大量地采用先进的控制技术,但是我们的维修技术人员却不能跟上技术的发展,给我们的维修保养工作造成了很大的被动,在此提出几点建议。

(1)维修保养人员应学习机电液自动化各方面的知识,力求做到全面发展;

(2)认真学习设备的使用说明及技术资料,对要维修保养的设备结构和工作原理做到充分了解,从结构原理方面来分析故障,尽量不要采取大拆大卸的方法来查找故障;

(3)借助各种仪器和专用设备、参照电路图或液压图对其参数进行检测,对比是否正常来判断故障;

(4)加强设备的日常保养,发现异常及时处理,作好各种记录,按要求更换油料;

(5)做好电气设备及线路的防水防潮工作,可以大大减少故障的产生。

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