液压凿岩台车液压系统故障诊断紧定衬套

液压凿岩台车液压系统故障诊断

液压凿岩台车液压系统故障诊断 2011年12月10日 来源： 根据多年经验对液压凿岩台车液压系统的部件和整机的故障情况进行分析，并提 出仪器测试诊断方法和相应的故障诊断参考标准数据资料。 　　我局现有Atlas液压凿岩台车二十余台，由于Atlas公司没有提供检测技术资料，给故障 诊断工作带来困难。笔者根据多年工作实践和学习体会总结出此文，文中提出的一些故障诊 断标准还有待广大同行在检测实践中进一步验证。

1 液压系统主油泵故障诊断 该台车液压系统采用2台力士乐主油泵，一个油泵用于供给回转油路，一个油泵用于冲 击、推进、定位等油路。油泵型号为A8V58DD2R1×1F2，系斜轴式轴向柱塞变量双泵，排量 为0～58ml/r、变量方式为恒压变量。11 故障诊断方法 可分为“四觉”诊断法和仪器诊断法。前者即利用触觉、视觉、听觉和嗅觉来初步诊断 油泵的技术状态和故障；后者为物理测试方法。在此着重介绍后者。12 仪器测试诊断 1)快速油质分析根据现场迅速检测出液压油的各项理化性能指标，判断 油泵故障是否因液压油变质引起。 2)温度计通过测试油泵液压油温度和泵壳温度之差来判断故障。如果泵 壳温度高于油温5℃以上则可能是油泵的机械磨损较大、机械效率太低；如温差在10℃以上 而油质没有问题，系统压力调定没有问题，则可能是油泵磨损严重、轴向间隙大、泄漏增加 、容积效率降低。 3)噪声计通过精确测试油泵噪声来诊断故障。凿岩台车主油泵的正常噪 声极限值为105dB，如果超过此极限值则可能是油泵磨损太大或空气进入内部，也 可能是电机与泵传动轴不同心造成。 4)压力表凿岩台车油泵是恒压控制，系统压力的大小不能表征油泵的工 况，但可通过压力表指针的摆动来判断油泵故障。如果压力表指针的偏摆超过±200kPa或摆 动过于迟缓，均为异常现象。 5)液压系统测试仪由于凿岩台车油泵的压力在调节范围内保持恒定，因 此可通过液压系统测试仪实测油泵的流量来判断其工况。液压测试仪一般由流量计、压力表 、转速表等组成，根据测试仪在管路中的接法，可分为旁 通测试法和直通测试法。将测试仪用旁通法安装在油泵高压管路上，使油泵在额定转速下运 转，液压油温在60℃左右，观察并记录测试仪在空载时的流量读数，然后用加载阀加载，使 负载压力逐渐上升到系统的额定压力，观察并记录此时的流量读数。如果实测流量比空载时 下降了25%，说明油泵已有故障；如果流量读数减少了50%，则可判定液压系统的故障是由油 泵引起的，必须解体检修。笔者使用的是美国曼德莱恩伊里诺思萨公司产的PFM4型数字式多 用途液压测试仪。13 常见故障原因分析 1)连接杆和万向节磨损或变形主要是使用的液压油粘度过大或冬季不经 预热操作过猛造成。故障预兆主要有油泵过热、噪声和振动大。 2)配流盘工作面与柱塞缸端面磨损主要是油液粘度过大或过小、油液 变质、油中杂质太多。故障预兆是负载压力建立不起来，工作无力。 3)柱塞与柱塞杆滑靴球面间隙过大主要是油液不清洁造成过度磨损或因 振动过大造成，以突发性损坏事故出现。故障预兆主要是油泵过热、振动大。 4)轴承松动或损坏主要是因油液变质、杂质过多、振动大及轴承质量造 成。故障预兆是油泵噪声大、振动大。 5)密封件损坏漏油大部分是拆装过程中损坏，也有因油泵过热造成。 事故预兆是油泵过热。 6)油泵调节器失灵主要是因油液不清洁，滑阀和阀套擦伤、卡住而造成 。其故障预兆为执行机构动作缓慢，即使电动机处于最高转速也无明显提高。2 控制阀组的故障诊断 液压凿岩台车控制系统BHU38P—02(A8V)HV05的液压阀件，主要有溢流阀、换向阀、减 压阀、节流阀和单向阀等。21 溢流阀故障诊断1)噪声各溢流阀的噪声正常值参考标准见表1。如溢流阀的机械噪声超 过正常值较多，则可能由下列原因而造成：①阀芯弹簧刚度不够、弯曲变形；②阀芯与阀孔 配合过紧、过松；③调节螺母松动；④先导溢流阀的阀芯磨损，远程控制腔进入空气，回油 管路振动或背压过大等，此时会发出尖叫声。表1溢流阀内泄及噪声正常状态检查参数阀 体 名 称泄漏量(ml/min) (压力为额定压力80%)噪声值(dB) 低冲击溢流阀50075～80 全冲击伺服阀30070～75 冲击最大压力安全阀50075～80 回转安全阀50075～80 2)压力波动溢流阀压力波动的正常范围见表2。由于溢流阀本身而引起压 力波动的原因主要有：①阀芯弹簧刚度不够、弯曲变形；②油液污染严重，阻尼孔堵塞；③ 锥阀或钢球与阀座配合不良；④滑阀表面拉伤、卡住，阀孔碰伤，滑阀与孔配合过紧。 表2 溢流阀压力波动正常状态检测参数阀体名称 允许指针摆动偏差(mm) 压力变化低冲击溢流阀±10<3 全冲击伺服阀±20<5 冲击最大压力安全阀±20<5 回转安全阀±10<3 3)温度阀的壳体温度一般比室温高30℃左右，如果阀体温度比室温高40 ℃以上则可能有阀芯卡住或阀体内泄太大。 4)泄漏量检测泄漏量可用液压测试仪，用旁通法连接，如果泄漏量超过 表1所列正常值，说明阀内有磨损，需检查阀芯和阀座。 22 换向阀故障检测 诊断换向阀的故障主要根据换向阀的动作速度、内泄量和冲击噪声来进行判断。表3给 出了凿岩台车几种换向阀的正常换向时间和内泄量的参考标准，如果换向时间或内泄量大于 此标准过多则需对换向阀进行解体维修。 表3 换向阀正常状态检测参数阀体名称 内部泄漏量(ml/min) 换向时间(s) 冲击换向阀100～200013～016 推进换向阀100～200013～016 回转换向阀100～200013～016 防卡钎换向阀100～200013～016 臂定位换向阀100～200013～016 如果换向阀换向冲击噪声较大，则换向阀可能有滑阀时卡时动、局部摩擦力过大 、单向节流阀阀芯内孔配合间隙过大、单向阀弹簧漏装、电磁铁的铁芯接触面不平、固定电 磁铁的螺栓松动等故障存在。 23 减压阀的故障检测 减压阀故障可通过检测压力波动和内泄量来诊断。将液压测试仪按旁通法安装在减压阀 出口，在加载到额定负载时如果压力表指针摆动较大说明减压阀压力波动大，此时减压阀可 能存在下列故障；①滑阀移动不灵或卡住；②阻尼孔堵塞；③弹簧太软或弯曲变形、卡住； ④锥阀安装不正确，钢球与阀座配合不良；需解体检查。 检测减压阀内泄量的方法同溢流阀，如实测参数大于680～720ml/min(防卡钎减压阀) 或大于800～1000ml/min(臂定位减压阀)时则需对减压阀解体检修。 24 流量阀的故障检测 压力补偿式流量调节阀可根据排泄量和解体时的表面状态判断寿命，BHU38P控制系统的 流量调节阀正常状态的排泄量为50～100ml/min。如果实测排泄量大于正常值较多， 说明节流阀内外泄较大，流量损失大，此时需检查阀芯与阀体间的配合间隙及相关连接部位 的密封情况。 3 液压凿岩机的故障检测 凿岩机的故障检测可应用两种方法：一种是根据故障表现的顺序推理法，一种是使用仪 器进行原位检测。原位检测即凿岩机在原车上并处于原工作状态的检测。应用检测仪器对凿岩机进行原位检测 ，目的是为了在凿岩机未出故障时进行状态监测以预报故障，凿岩机出现故障后诊断故障 部位、故障程度以决定是否解体检修。检测时将液压测试仪连接在凿岩机冲击机构或回转机 构的油路上，使钻机正常运转，温度在60℃左右。 31 冲击机构检测 1)功能检测将液压测试仪连接在冲击机构回油出口，向冲击机构供油， 逐步加载直到压力表指示40bar的压力，保持此状态1min。如压力表指针摆动太大则蓄能 器可能有故障，或缓冲器密封圈磨损或因油液污染严重使冲击机构功 效下降。 2)状态检测测试仪安装同功能检测。如压力表读数为100bar(1038凿岩机)或110bar(1238凿岩机)，观察此时流量读数，凿岩机正 常泄漏量应为1～5L/min或1～3L/min。如果实测泄漏量超过8L/min或5L/min则说明冲击机构 有故障，故障可能发生在冲击活塞与油缸之间、阀芯与阀体之间及活塞导套或振动塞。 32回转机构检测检测仪器使用及检测条件同冲击机构检测，但液压测试仪安装在旋转马达的回油路上。 1)功能检测向回转机构供油，控制加载阀使液压马达在最大流量为10L/m in的条件下运转约30s，观察液压马达运转时是否平稳、且无异常噪声。 2)状态检测仪器连接方式同功能检测。向回转机构供油，用测试仪加载 使油压为40bar，测此时流量读数。如泄漏量不超过8L/min说明液压马达工作良好，如超过 此额定值则马达内泄开始严重，应解体检修。

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