이 문서에서는 TBM 응용 프로그램에서 Rexroth A4VSG 시리즈 축 픽스턴 변압 펌프의 일반적인 고장을 체계적으로 분석하고 작동 원칙, 전형적인 고장 증상,진단 방법이 연구는 5가지 주요 장애 메커니즘에 초점을 맞추고 있습니다.그리고 TBM의 독특한 운영 조건을 고려하여 타겟화된 솔루션을 제안합니다.석유 필름 부하 용량 데이터 세트 및 정제 된 관리 개념을 통합함으로써이 문서는 터널 뚫기 기계에서 A4VSG 피스톤 펌프의 신뢰성 및 서비스 수명 향상을 위한 실질적인 지침을 제공합니다..
근대 터널 보어링 기계는 지하 건설의 핵심 장비로서, 절단 헤드 드라이브, 추진 시스템 및 세그먼트 설치와 같은 중요한 기능을 공급하기 위해 수압 시스템에 의존합니다.수압 부품 중, 렉스트로스 A4VSG 시리즈 축 펌프 변압 펌프는고압/고류 용량,정밀한 이동 제어, 그리고뛰어난 신뢰성350 바 (최고 400 바) 의 명소 압력과 40 ~ 355 mL / rev의 이동량으로, 이러한 폐쇄 루프 펌프는연속성, 안정성무거운 용량 터널 뚫기 기계의 성능 요구 사항
그러나, 가혹한 터널 환경, 동적 부하 변동,연장 작동통계에 따르면 터널 뚫기 기계의 수압 시스템 장애의 약 35%가 원동기 펌프와 직접 관련이 있으며,흐름 변동,압력 이상,과열, 그리고누출이러한 장애는 효율성을 감소시킬뿐만 아니라 전체 시스템 안전성을 위태롭게하는 계층 효과를 유발할 수 있습니다.
이 논문은구조적 특징렉스트로스 A4VSG 축 펌프의, 그들의 분석전형적인 고장 방식TBM 응용 프로그램에서, 그리고오일 필름 행동 분석그리고정밀 유지보수이론과 실습을 결합하여 터널 품질과 생산성을 향상시키기 위해 포괄적인 오류 진단 및 유지 관리 프레임 워크를 제공합니다.
의렉스트로스 A4VSG 시리즈최첨단 산업용 수압 기술로 TBM와 같은 고부하, 변수용 애플리케이션에 최적화된 설계입니다.그 핵심 구성 요소에는 실린더 블록-피스톤 조립 장치가 포함됩니다., 포트 플레이트, swashplate 조정 메커니즘, 드라이브 샤프트, 그리고 베어링 그룹. 모터가 펌프 샤프트를 회전하면,스와시블릿과 슬리퍼 사이의 상호 작용은 피스톤을 역동적으로 움직입니다., 액체 흡입 및 배출을 가능하게 합니다.무한히 변합니다.다양한 터널링 단계에서 다양한 흐름/압 요구 사항을 충족시키기 위해 펌프 이동.
방패 기계 수압 시스템에서, A4VSG 펌프는 일반적으로 전력스프러스 실린더그리고크터헤드 드라이브 모터추진 시스템은 안정적인저속/고속 토크이러한 복잡한 조건은 펌프의 세 가지 중요한 마찰 쌍 (파스톤-실린더 구멍,스니퍼 세척판연구 결과에 따르면 이 쌍의 오일 필름 두께는 일시적인 조건에서 40% 이상 급격히 떨어질 수 있습니다.오일 필름 부하 용량이 충분하지 않아 금속과 금속 접촉이 발생합니다., 가속화 마모 및 실패를 가속화.
표: 렉스로스 A4VSG 축 펌프의 주요 기술 매개 변수
| 매개 변수 | 사양 | 방패 기계 요구 사항 |
| 명목 압력 | 350 바 | 고압의 필요를 충족합니다. |
| 최고 압력 | 400 바 | 갑작스러운 충격을 처리합니다. |
| 이동 범위 | 40~355mL/rev | 다양한 방패 크기에 적응 |
| 제어형 | 수압서보 | 정밀한 흐름 조절을 가능하게 합니다. |
| 부피 효율성 | ≥95% | 에너지 효율을 보장합니다 |
| 작동 온도 범위 | 30~60°C | 지하 조건에 적합합니다. |
트리볼로지적 관점에서,신뢰성 병목터널 굴착 기계의 A4VSG 펌프의 대부분은 오일 필름 안정성입니다.원동기 펌프 마찰 쌍의 오일 필름 두께는 즉시 > 40% 감소 할 수 있습니다.특히 이질적인 지층을 통해 터널을 파는 경우, 강렬한 절단 머리의 부하 변동이 펌프의 검판 메커니즘에 전달됩니다.제어 피스톤 움직임을 불안정화하고 흐름/압 오스컬레이션을 일으키는 현상.
A4VSG 펌프의 설계 및 작동 원리를 이해하는 것은 정확한 고장 진단에 필수적입니다. 다음 섹션에서는 TBM 응용 프로그램에서 다섯 가지 일반적인 고장 범주에 대해 자세히 설명합니다.실행 가능한 솔루션을 제공.
흐름 이상터널 굴착 기계에서 가장 빈번한 A4VSG 펌프 고장 중 하나로, 일반적으로 느린 또는 약한 액추에이터 움직임 (예를 들어, 추진 실린더 또는 커터 헤드 모터) 으로 나타납니다.혹은 완전히 실패할 수도 있습니다특징과 근본 원인에 따라 흐름 문제는 "부적절한 흐름" 그리고 "흐름 변동각각 다른 원천과 치료법을 가지고 있습니다
수압 액체 흡입이 충분하지 않음터널링에서 A4VSG 펌프 흐름 감소의 주요 원인입니다. 좁은 터널 공간은 종종 컴팩트 한 수압 저수지를 필요로하며 높은 먼지 수준은 악화됩니다.
이 문제들은 흡수 저항을 증가시키고, 펌프 챔버에서 적절한 진공 형성을 방지하고, 피스톤 회귀를 저해한다.한 지하철 프로젝트에서 42%의 흐름 결핍이 흡수 부족으로 인한 것으로 나타났습니다..
수용 문제 해결:
연장 수술 원인마찰 쌍 마모, 내부 공백과 누출을 확대하는 또 다른 주요 흐름 손실 원천입니다. 장시간 높은 부하로 작동하면 세 가지 중요한 쌍 (기동-구멍, 슬립어-스워시플릿, 블록-포트 플릿) 의 마모가 가속됩니다.오염 된 액체 는 표면 을 긁는 가려질 입자 들 을 내포 한다, 누출 경로를 악화. 또한, 고무 중앙 스프링은 블록-포트 판 클램핑 힘을 감소, 시밀화.
내부 누출을 진단:
누출물 수리를 위해 우선 순위를 지정합니다.항구판 및 블록 표면 리뉴얼가벼운 마모는 정밀 밀링 (평면 ≤0.005mm) 을 통해 수정 할 수 있습니다. 심각한 경우 전체 조립체를 교체해야합니다.현장 데이터는 적절한 OEM 부품과 공백이 원용 부피 효율의 92% 이상으로 펌프를 복원하는 것을 보여줍니다..
터널 도출 도중, 커터 헤드 부하 변동 A4VSG 펌프를 요구이동을 빠르게 조정합니다그러나 오염 된 제어 회로 또는 마른 구성 요소는 변동적인 액추에이터 속도 또는 압력 측정 기기의 변동에서 나타나는 흐름 불안정을 유발합니다.
일반적인 이동 메커니즘 장애:
하나의 터널 프로젝트는 흐름 오스칠레이션을 ±15%에서 ±3%로 감소 시켰습니다.
* 표: A4VSG 흐름 결함 빠른 참조 가이드*
| 증상 | 잠재적 인 원인 | 진단 방법 | 해결책 |
| 가동기 반응이 느린 경우 | 막힌 입수 필터 | 필터 가로 ΔP를 확인 | 필터 청소/ 교체 |
| 정상 무부하, 약한 부하 | 노른 항구판 | 부피 효율을 측정 | 접착판을 깎거나 교체합니다 |
| 불규칙한 흐름 | 점수를 받은 제어 피스톤 | 해체 검사 | 폴리쉬/ 교체 피스톤 |
| 높은 소음 + 낮은 흐름 | 입구선 공중 누출 | 비누 거품 검사 | 밀봉을 단단히 매어/ 교체 |
| 높은 온도 + 흐름 감소 | 과도한 누출 | 적외선 온도 촬영 | 수리 마찰 쌍 |
A4VSG 흐름 이상에 대한 체계적인 분석은 빠른 문제 해결을 가능하게합니다. 특히 ~ 70%의 흐름 오류는유체 오염, 엄격한 석유 관리가 안정적인 운영의 기초로 강조됩니다.
압력 불규칙성그리고과열터널 뚫기 기계의 A4VSG 장애가 서로 관련이 있습니다.과열은 여러 가지 문제들을 반영하고 밀폐 붕괴와 기름 산화 현상을 가속화시켜 악순환을 만듭니다.정확한 진단은 끊이지 않는 터널링을 보장합니다.
약한 추진력 또는 불충분한 커터 헤드 토크는 종종 표시저압 출력속도에 영향을 미치는 흐름 결핍과 달리 압력 손실은 충분한 힘 / 토크 생성을 방지합니다. 시스템 전체 누출도 기여 할 수 있으므로 포괄적 인 검사가 필요합니다.
펌프 특유의 저압 원인:
교정 조치:
반대로,설명되지 않은 압력 스파이크또한 A4VSG 펌프에도 영향을 미칩니다. 단단한 바위 터널링은 적당한 부하를 증가시키지만, 안정적인 부하 아래에서 지속적인 고압은 신호 결함을 나타냅니다.과도 한 압력 은 에너지 를 낭비 하고 부품 의 수명 을 단축 시킨다.
1차 고압 트리거:
온도 탐사복합 A4VSG 장애 지표입니다. 환경 명령 조사보다 상온이 35 ° C 이상입니다. 과열하면 오일을 산화하여 윤활소를 손상시키고 피드백 루프를 만듭니다.열원은 기계적 마찰과 수압적 손실로 나뉘어.
기계적 마찰 온점:
수압 손실주로내부 누출압력을 열으로 변환합니다. 용량 효율이 5% 감소하면 온도가 8~10°C 상승합니다.
과열 대책:
분석오일 필름 부하 용량 데이터 세트(우한과학기술대학) 는 최적화된 표면 질감이 필름의 안정성을 향상시킨다는 것을 보여줍니다.트랜지션 기간 동안 슬리퍼 온도를 20% 이상 낮추는 것.
적외선 온도 스캔을 통해기온 기준예측 유지보수를 위해 이 방법을 이용한 한 사업자는 예상치 못한 고장을 40% 줄였습니다.
과도한 진동/소음초기 A4VSG 장애 경고가누출효율성과 환경 준수에 영향을 미칩니다. 밀폐된 터널에서 진동은 운영자의 건강에 해를 끼치고 다른 결함을 가려냅니다.전체적인 솔루션은 전반적인 신뢰성을 향상시킵니다..
A4VSG 기계적인 진동은회전 불균형그리고확장된 면허외부 터널 진동은 펌프의 느슨함을 악화시키고 피드백 루프를 만듭니다. 주파수 특수한 소음은 문제를 진단하는 데 도움이됩니다.
흔한 진동 원인:
진동 감축 전술:
유체로 인한 소음(고주파 울음소리) 는 기계적 소리와 다르며, 종종 시스템 설계 또는 설정에 연결되어 있습니다.
소음 촉매기:
소음 감축 방법:
누출 유형내부 (효율 손실) 및 외부 (액 손실/환경 피해) 로 나눌 수 있습니다.
일반적인 누출 장소 및 수정:
정밀 유지보수 프로그램가운둥 파이프 라인 프로젝트 2단계 는
진동, 소음 및 누출 제어 구현 A4VSG를 강화운영 안정성그리고환경성능예방 유지 보수와 결합 된 상태 모니터링은 펌프 MTBF를 30%~50% 증가시킵니다.
예방 유지보수 (PM)그리고정밀 관리터널 뚫기 기계의 A4VSG 신뢰성에서 핵심입니다. 반응적인 수리와 비교하면 체계적인 PM는 고장을 > 40% 감소시키고 계획되지 않은 정지 시간을 60% 감소시킵니다.맞춤형 전략은 펌프 수명을 연장하면서 프로젝트 경제성을 향상시킵니다..
오일 필름 무결성A4VSG 마찰 쌍의 수명을 지시합니다. 우한 대학교의 "변환 조건 하에 축 펌프의 오일 필름 부하 용량"과 같은 데이터 세트는 예측 유지보수를 가능하게합니다.
오일 필름 모니터링 기술:
하나의 터널 프로젝트는 PM를 필름 상태 데이터와 일치시킴으로써 A4VSG 수리 간격을 6,000 시간에서 8,000 시간으로 늘렸습니다.
광둥의 남중국해 방호 터널 프로젝트는 정밀 관리의 효과를 입증했습니다.정확, 정밀, 철저, 표준화"이 접근법은 유지보수 측면을 최적화합니다.
정밀 관리의 핵심 요소:
구현 예제:
렉스트로스 지침과 터널 탐사 경험은 다음을 알려줍니다.PM 스케줄:
표: A4VSG 예방 유지보수 계획
| 작업 | 매일 | 500h | 200:00 | 600:00 |
| 오일 레벨/상황 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 입수 필터 검사 | ✓ | 대체 | 대체 | 대체 |
| 주택 온도 검사 | ✓ | 추세 | IR 스캔 | IR 스캔 |
| 진동/소음 평가 | ✓ | FFT | FFT | 전체 직선 |
| 고정 토크 | ✓ | 가득하다 | 가득하다 | 가득하다 |
| 부피 효율성 | ∙ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 베어링 클리어먼트 | ∙ | 사용 설명서 | 다이얼 가이드 | 대체 |
| 이동 함수 | ∙ | ✓ | 세부 사항 | 세부 사항 |
| 마찰 쌍 마모 | ∙ | ∙ | 석유 분석 | 해체 |
| 밀봉 상태 | ∙ | 시각 | 비중을 대체합니다 | 완전 교체 |
최선 운영 실습또한 펌프 수명을 연장합니다.
정밀 PM 프로그램은 A4VSG 서비스 수명을 30% 이상 향상시키고 실패를 50% 감소시켜 신뢰할 수있는 방패 기계 성능을 보장합니다.이 체계적인 접근 방식은 현대적인 수압 장비 관리 표준을 정의합니다..
렉스트로스 A4VSG축성 피스톤 변동 펌프는 기계의 수압 시스템 성능을 보호하는데 핵심이며 터널링 안전과 효율성에 직접 영향을 미칩니다.이 연구의 결과는 중요한 결론을 내리고 미래 혁신을 설명합니다.과학적인 오류 분석과 예방 전략이 A4VSG를 크게 향상시킨다는 증거가 있습니다.신뢰성그리고내구성혹독한 터널링 조건에서
전체적인 A4VSG 장애 분석은 다음과 같이 나타냅니다.
1유체 오염 이 고장 을 지배 한다: ~ 70%의 펌프 결함이 ISO 4406 18/16/13을 초과하는 청결과 관련이 있습니다. 특히 포트 플레이트 마모와 밸브 스틱. 오일 순도를 유지하는 것이 가장 비용 효율적인 예방입니다.
2오일 필름 안정성은 매우 중요합니다.: 우한 대학교의 자료에 따르면 >40%의 일시적인 오일 필름 두께 감소가 금속 접촉을 유발합니다. 최적화된 표면 텍스처는 필름 부하 용량을 향상시킵니다.
3온도는 여러 장애 모드를 통합합니다.: 비정상적 인 난방 은 베어링 마모, 누출, 또는 유체 분해 를 반영 합니다. 기본 경향 은 조기 발견 을 가능하게 합니다.
4정밀 유지보수가 ROI를 제공합니다.: 광둥의 남중국해 프로젝트는 표준화와 데이터 기반의 결정을 통해 누출량을 80% 감소시키고 비용을 35% 줄였습니다.
5예방 이 치료 보다 더 효과적: PM는 A4VSG 수리 간격을 30~50% 연장합니다. 반응성 수정보다. 조건 기반 예측 유지보수가 미래를 나타냅니다.
터널 뚫기 기계에 대한 A4VSG의 미래 개발은 다음을 포함합니다:
1스마트 모니터링 시스템: IoT와 함께 온도/압/진동 센서가 통합되어 실시간 진단이 가능합니다.
2첨단 재료: 세라믹 코팅 및 나노 복합물 (예를 들어 밸브 하우스를위한 Wintone Z63) 는 마모 저항을 향상시킵니다.
3액티브 오일 필름 제어: 항공 우주 펌프 연구 (프로젝트 U1737110) 를 바탕으로 차세대 펌프는 필름 안정화를 위해 표면 질감이나 전기장 변조를 갖출 수 있습니다.
4에너지 최적화 설계: 작업 특유의 효율 곡선과 반응 조정은 15~20%의 에너지를 절약 할 수 있습니다.
5재제조업 확장: 블록, 포트 플레이트 등에 대한 인증된 리뉴얼 프로세스는 펌프를 50% 비용으로 90%의 성능으로 복원합니다.
TBM 운영자를 위한 최선 사례:
1전체적인 유체 관리: 정기적 인 테스트, 미세한 필터링, 계획 된 변경. 프리미엄 유체 펌프 세 배 수명.
2전문적인 유지보수 팀 개발: 교육은 잘못된 진단을 60% 감소시킵니다 (산업 데이터에 따라).
3진단 도구로 장착: 입자 카운터, 적외선 카메라, 진동 분석기는 데이터 기반의 결정을 가능하게 합니다.
4OEM 기술 지원을 활용: 복잡한 문제와 업데이트를 위해 렉스로스와 파트너.
5산업 지식 공유에 참여: 협회와 포럼을 통해 동료들의 경험으로부터 배우십시오.
터널이 깊어지고 길어지고 복잡해짐에 따라, 방패 기계의 수압 시스템은 점점 더 많은 요구에 직면합니다.프로젝트의 실행 가능성에 직접적으로 영향을 미칩니다.엄격한 고장 분석과 과학적인 유지보수, 그리고 신흥 기술로, 그들의 성능은 전 세계적으로 효율적이고 신뢰할 수 있는 지하 건설을 보장하는 데 계속 발전할 것입니다.
