液压维修第19章--凿岩机液压故障的诊断与排除

519第19章凿岩机液压故障的诊断与排除19.1COPl038HD型凿岩机液压系统故障的诊断与排除故障现象某单位在修建汕头液化气地下储气工程中，1台配有COP1038HD型凿岩机的Hl69型二臂液压凿岩台车，在换件修理后试机时，出现以下故障而无法工作：(1)开机半小时后油温便超过了90℃，冲击压力从22MPa降到l4MPa；(2)左臂凿岩机回转马达只有正转而不能反转；(3)左臂A8V-58柱塞变量泵声音异常。在分析故障原因之前，有必要了解COPl038HD型凿岩机液压系统的工作原理和特点。COPl038HD型凿岩机的液压系统主要由A8V-58双联柱塞泵、主控气阀和COPl038HD凿岩机组成(见图19—1)，其中，A8V-58双联柱塞泵为变量泵，其中1联为回转手动变量泵，作用是为凿岩机回转作业提供足够的压力油，另1联为冲击工作恒压自动变量泵，为凿岩机的冲击、推进提供压力油，其流量随负载的变化而变化。故障诊断与排除油温过热，温升快，降压幅度大，是液压系统安全运行的大敌，它会导致油质迅速恶化，使液压元件受损。造成上述故障的原因有：(1)冷却系统失效；(2)油箱油量不足或滤芯堵塞；(3)高压泄油或油路不通；(4)液压泵流量不足；(5)液压泵内部运动件磨损。图19—1COPl038HD型凿岩机液压系统工作原理对此故障的处理采用先易后难的办法，分析处理过程为：(1)在排除原因(1)、(2)后，对液压泵的液压进行测试，方法是：将液压测试仪连接在液压泵的出口和滤芯之间，起动电动机，当油温达到40℃时，分别测试两个臂的回转和冲击液压泵的流量、压力；测得结果如表19—1所示。根据实测数据及其分析结果，拆检液压泵的变量机构，结果发现冲击液压泵调整螺杆已顶死阀芯，当负载变化时，阀芯因螺杆顶死而无法滑动，导致液压泵配油盘无法随负载的变化而摆动，对此，维修人员将液压泵调整螺杆往外拧松35mm，将左臂的回转液压泵调整螺杆往外拧松15mm。表19—1项目压力p／MPa流量q／(L／min)结论空载时负载时空载时负载时左臂冲击液压泵22211414恒压变量机构失效或卡滞回转液压泵109接近零55手动变量机构失效或卡滞右臂冲击液压泵22211818恒压变量机构失效或卡滞回转液压泵1096065正常520(2)开机单臂分别检测其流量和压力，结果右臂的A8V-58泵一切正常，开机运行半小时后，温升和压降均在正常范围内，左臂A8V-58泵的冲击液压泵的流量和压力也正常，但回转液压泵的症状依旧，为了判断左臂A8V-58泵是否损坏，维修人员采用对换法将该泵的冲击和回转液压泵的出油管连接到右臂上，再开机试验，结果一切正常，负载运行半小时，压力、流量、温升均符合要求，这表明左臂A8V-58液压泵的性能正常。(3)根据上述情况，维修人员认为高压泄油或油路不畅是左管凿岩液压系统的温升快、降压快、噪声大的主要原因。据此采取了针对性措施，保证油路畅通，使左臂故障得以排除。故障(2)、(3)诊断与排除根据图19—1分析凿岩机回转油路，得到故障(2)、(3)的产生原因有：(1)回转马达损坏；(2)气路投向阀阀芯发卡；(3)主阀阀芯发卡；(4)连接油路错误。处理的过程是：(1)采用对换法开机试验，即可发现是否由原因(1)、(2)造成故障，结果表明不是；(2)由于主阀体积大，油管多而杂，所以不要马上解体，而应将该阀两端的气管互换，然后开机试验，发现回转马达有反转而无正转(与前述相反)，则可判定故障不是由原因(3)引起；(3)经仔细检查主阀油管的连接情况，并翻阅有关技术资料，最后发现回转主阀的l根油管接错了——回转液压泵的出油管(即回转主阀进油管)接在该阀的出油口上(见图19—2)，这样，当主阀处于中位时，油路被切断，泵的流量几乎接近0，并会产生高压泄油及噪声，而当主阀处于反转位时，压力油却回到了油箱，回转马达因此而不能反转。对策是纠正油路。纠正油路后开机试验，故障(2)、(3)都排除了。目前该机使用状况良好。1.回转阀；2.回转马达图19—2通过这次故障排除，维修人员体会到：机械修理后必须认真检查和给予足够的试运转；对液压系统的故障处理，首先，应在吃透液压系统的工作原理后进行，切不可盲目对液压部件大拆大卸，其次，灵活地采用对换法、压力流量测试法进行检测，准确判断故障产生的原因，再决定措施，只有这样才能收到事半功倍的效果。19.2液压凿岩机液压系统故障的诊断与排除液压凿岩机液压系统运行的好坏，直接影响着设备的稳定性和整机的可靠性。一旦液压系统出现故障，正确进行判断和排除，是确保设备工作效率的重要一环。在液压系统中，液压机构和油液都封闭在壳体和管道内，其内部零件的动作情况和管道内油液的流动状况是看不见的。当故障发生后，不能像机械传动那样直接观察到，而需要通过检测液压系统的各种性能参数，才能作出正确的判断，这又不像电气传动那样测量方便，所以确定故障原因是比较费时间的。现根据维修人员的实践，介绍国产液压凿岩机液压系统一般故障的诊断与排除方法。一台典型的全液压凿岩机，一般至少需要四组独立的液压回路；凿岩冲击、凿岩回转，凿岩推进和主臂控制，每组回路有一个或多个控制杆和一套液压阀系统，用电动机驱动柱塞系或齿轮系，将压力油送至各回路。实践证明，对全液压凿岩机液压系统故障的分析判断及其处理，关键是取决于维修操作人员的实践经验及理论基础知识，而不同型号的液压凿岩机，情况各有不同。所以操作维修人员除了需要学习液压传动和液压控制的基础知识外，还应熟521悉和掌握所使用设备的液压系统基本回路，了解其工作原理，了解每个元件的构造及主要作用，这对正确分析和检修液压系统是很重要的。当故障发生后，如何进行检修呢?首先必需进行仔细的实际观察，彻底弄清故障的现象，再对液压系统进行全面的分析，逐步缩小范围，直到准确地判断出故障的部位和原因，然后拟定好排除故障的方法。应当注意的是，在检查分析故障时，不可随便乱拆、乱动、乱调，更不可用挫刀随便锉零件，否则会把故障搞得不可收拾；同时，还要注意系统的严密性，在修理时应尽量通过调整来使故障得以排除，只有在万不得已的情况下才大拆大卸。总的来说；对液压系统的修理可以总结为这样几句话：在“观察”二字上打基础；在“分析”二字上花时间；在“严密”二字上下功夫，在“调整”二字上找出路。故障现象l压力不高或完全无压力：压力是液压系统的主要工作参数，它直接反映液压系统的工作状态，在液压凿岩机作业过程中，当出现系统压力不高或者没有压力时，凿岩机立刻就会显得钻孔无力、钻速减慢或停止钻孔；液压缸的动作也同样变得无力，或者不能动作。故障诊断与排除其原因及排除方法见表l9—2。故障现象2流量太小或没有流量。故障诊断与排除流量也是液压系统的重要参数，液压系统的工作油液具有一定的流量是执行机器(液压凿岩机、液压缸等)实现设计要求的运动速度或运动精度的保证。如果系统产生故障，流量达不到要求值，便会使液压凿岩机的冲击力、液压缸的输出力减少，动作无力，出现速度缓慢(流量不足)、无速度输出(流量为零)等现象。其故障诊断及排除方法见表l9—3。表19—2压力不高或没有压力的故障原因及排除故障部位故障诊断故障排除液压泵1．相对运动面磨损，间隙过大，泄漏严重2．零件损坏3．泵体本身质量不好(泵体有砂眼)，引起内部串油4．进油吸气，排油泄漏1．更换磨损件2．更换3．更换4．拧紧接合处，保证密封，问题仍未解决，可更换密封圈或有关零件溢流阀1．阀在开口位置被卡住，无法建立压力2．阻尼孔堵塞3．阀中钢球与阀座密封不严4．弹簧变形或折断1．修研，使阀在阀体内移动灵活2．清洗阻尼孔道3．更换钢球或研配阀座4．更换弹簧油缸因间隙过大或密封圈损坏，使高低压互通修配活塞，更换密封圈，如果磨损严重并拉毛起刺时，可进行修理甚至更换管道泄漏拧紧各接合处，排除泄漏压力表失灵、损坏，不能反映系统中的实际压力更换压力表表19—3流量不足或没有流量的故障原因及排除故障部位故障诊断故障排除522液压泵1．旋转方向不对(电气接线有误)2．内部零件磨损严重或损坏3．泵轴不转动(轴上忘记装键，联轴器打滑)4．联轴器(零件磨损)松动5．油泵吸空(1)吸油管或吸油滤网堵塞(2)吸油管密封不好(3)油箱内油面过低6．油的黏度不符合要求1．改正接线2．修理内部零件或更换3．重新安装键4．更换磨损件5．相应采取如下措施(1)清除堵塞(2)检查管道连接部分，更换密封衬垫(3)加油至吸入油管完全浸没在油中6．更换黏度适当的油液压阀1．溢流阀调压不当(太高会使泵闷油；太低会造成流量不足)2．换向阀开不足或卡滞1．按要求调整正确2．检修换向阀油管压力油管炸裂，漏油更换执行机器1．装配不良，内泄漏大2．密封破坏，造成内泄漏大1．重新调整2．更换密封件故障现象3油温过高。液压系统温升是反映系统全面工作状态的一个综合信息，油温过高，可使油液粘度下降，导致执行机构运动副的油膜破坏，泄漏与磨损增加，液压泵及整个系统效率下降。油液氧化加剧，寿命降低等。故障诊断与排除(见表l9—4)表19—4油温过高的故障原因及排除故障部位故障诊断故障排除液压泵泵零件磨损严重，运动副间油膜破坏，内泄漏过大，造成容积损失而发热更换磨损件液压阀溢流阀、卸荷阀调压过高正确调定所需值执行机器滑阀与阀体、活塞杆与油封配合过紧，使相对运动零件间的机械摩擦生热修复时注意提高各相对运动零件问的加工精度(如滑阀)和各液压件的装配精度(如油缸)等油管油管过细，油道太长，弯曲太多，造成压力损失而发热将油管，特别是总回油管适当加粗，保证回油通畅，尽量减少弯曲，缩短管道油箱容积小，储量不足，散热差加大容积，改善散热条件油冷却器冷却面积不够加大冷却面积，提高冷却效果噪声和振动噪声和振动的出现，往往使液压系统不能正常地工作，甚至会导致运动部件的爬行等现象，其故障原因及排除方法见表l9—5。表l9—5噪声和振动的故障原因及排除故障部位故障诊断故障排除523液压泵1．泵的质量不好，制造精度低引起压力与流量脉动大，或者轴承精度差，运动部件拖壳发生机械响声2．泵轴密封不好，进入空气3．油泵与电动机联轴器不同心或松动1．更换泵2．更换密封3．重新安装，使联轴器同轴度在0.1mm内空气进入液压系统1．吸油管道密封不严，引起空气吸入2．油箱中的油液不足3．吸油管进入油箱中的油面太少4．回油管口在油箱的油面以上，使回油飞溅，造成大量泡沫1．拧紧接合处螺帽，保证密封良好2．加油至油标线上3．将吸油管浸入油面以下至足够深度4．将回油管浸入油面以下至一定深度溢流阀作用失灵，引起系统压力波动和噪声，其原因：1．阀座损坏2．油中杂质较多，将阻尼孔堵塞3．阀与阀体孔配合间隙过大4．弹簧疲劳损坏，使阀芯移动不灵活5．因拉毛或脏物等使阀芯在阀体孔内移动不灵活相应采取如下措施1．修复或更换阀座2．疏通阻尼孔3．研磨阀孔，更换新阀，重配间隙4．更换弹簧5．去毛刺，清除阀体内脏物，使阀芯移动灵活无阻滞现象管道布置油管较长又未加管夹固定，当油流通过时，容易引起管子抖动较长的油管应彼此分开，适当增设支承管夹维修注意事项：(1)当液压系统发生故障时，禁止在工作的条件下进行检查和调整。(2)高压系统内，即使是发生微小或局部的喷泄现象，也应停工修理，不能直接用手去堵塞。(3)液压系统对污物非常敏感，因而使系统保持清洁是保证全液压凿岩机正常作业的基本条件，所以必须经常冲洗设备，保持干净。(4)管路接头与液压元件的接口拆卸后，必须用丝堵塞紧。(5)液压系统重新使用，应先进行油的循环。(6)油箱中新加入液压油时，不应直接倒人，而应通过油滤清器，且不允许两种不同牌号的油混合使用。19.3ATLAS液压凿岩台车液压控制阀故障的诊断与排除故障现象与诊断1.溢流阀溢流阀的异常现象和磨损情况，可根据液压油漏泄量、噪声、压力不稳定状态和温度等情况进行判定。(1)噪声可通过耳听、用简易听诊器或噪声计能手段来检查溢流阀的声音正常与否，凿岩台车溢流阀噪声的正常标准见表l9—6。表l9—6阀件名称压力为额定压力80％时的漏泄量(rnL／min)流速声响(dB)低冲击溢流阀50075～80524全冲击伺服