三臂凿岩台车水泵电机接触器频繁烧毁的分析处理
三臂凿岩台车越来越广泛地应用于钻爆法隧道施工。凿岩台车的水路系统起到为凿岩冲渣、液压油冷却和凿岩机降温等作用。水路系统能否正常运行影响着凿岩台车正常的打钻工作，进而影响隧道施工的进度和施工成本。本文针对一起典型的故障，对凿岩台车水路系统的设计和原理进行详细分析。
１ 故障描述
中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司生产的ＤＪ３Ｄ型凿岩台车应用在郑万线湖北段某标段。根据公司现场服务人员反馈，凿岩台车在使用的几个月内，控制水泵电机启停的接触器频繁烧毁。据现场统计，５个月内接触器烧毁了７个。图１为正在掌子面施工的凿岩台车，图２为增压水泵和水泵电机，图３是烧毁接触器内部，可以看出触点都已烧掉。
２ 故障分析与排查
在接到现场反馈的第一时间，凿岩台车流体和电气设计人员就赶赴现场进行故障处理。图４为凿岩台车水路系统原理图。增压水泵的进水一般接隧道内水路，进水具有一定的流量和压力；凿岩台车在正常打钻过程中，３个球阀中任意一个打开，水泵的进水通过流量开关进入到凿岩机内；同时流量开关检测水的流量，在流量超过设定值后触发信号，流量开关将此信号传递给电机接触器进而启动电机，使得水泵启动建立起高压水供给凿岩机正常工作。在３个球阀都关闭后，电机也停止。
图５为流量开关结构原理图，此流量开关为挡板式流量开关。当通过的水流量达到流量开关设定值时，水流推动挡板使得触点接触进而触发信号。流量开关用于限制水泵进水的最小流量，进而保护增压水泵和凿岩机。
在跟随凿岩台车工作几个班后发现，水泵电机在球阀关闭的瞬间频繁快速地启停多次，分析即为接触器烧毁的直接原因。通过分析水路系统原理图和查阅资料，判断接触器频繁烧毁的根本原因是水锤效应。当阀门或泵突然关闭或停止时，后续的水流在惯性的作用下会产生较大压力和振动，水力迅速达到最大并对阀门或系统产生一定的影响或破坏，即水锤效应。当球阀在关闭的瞬间，水路系统中产生水锤效应，水流频繁推动流量开关的挡板，致使水泵电机频繁启停，控制电机的接触器在短时间频繁、快速地开合中继而烧毁。
３ 故障解决
根据以上分析和判断，对水路系统进行优化。在水路上增加单向阀，在接触器上增加了延时继电器。优化后的水路系统如图６所示。通过单向阀避免球阀关闭后水流的波动，而延时继电器用于控制水泵电机延时若干秒停止。
根据优化的原理图，对凿岩台车水路系统进行改进。实践显示，从改进至今，水泵电机接触器再未发生过烧毁情况。
４ 结语
水锤效应是造成凿岩台车水泵电机接触器频繁烧毁的原因，通过改进水路系统避免了水锤效应的影响。在流体系统设计中必须考虑水锤效应的影响，这对流体设计人员具有一定的实用意义。