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【摘 要】本文着重介绍了露天矿山的主要穿孔设备—牙轮钻机液压系统常见的故障现象和产生的原因，通过分析与研究，提出控制泄漏与噪声、排除各类故障的措施，为保证钻机的正常工作、提高牙轮钻机的使用效率提供帮助。
【关键词】压力；泄漏；噪音；密封
1.引言
牙轮钻机的液压系统是钻机控制各工作机构动作的核心部份，主要由变量泵为供油油源、多执行元件组成的开式回路。其主要特点是：结构紧凑，操作方便，可实现压力无级调节，并能以简单的控制回路满足钻机复杂的工作要求，是牙轮钻机的主要工作机构之一。因此，液压系统的运行好坏，不仅直接影响设备的效率，而且影响钻机的工作可靠性和技术性。准确判断、及时排除液压系统出现的各类故障，合理维护液压系统各部分是确保设备的正常运转、效率充分发挥的重要环节。
2.钻机液压系统故障分析与解决措施
钻机组装完成后的试运行阶段以及在经过一段时间的使用后，液压系统难免会出现各种各样的故障。一旦发现问题则应及时处理，避免钻机带病作业。钻机液压系统常见的故障现象大致有：
2.1 故障现象一：液压系统无油压或油压不足
发生原因：（1）油泵发生故障；（2）系统溢流阀的调定压力不当或由于工作后钻机的振动及其它原因而降低了压力值；（3）油箱的油位过低；（4）电磁溢流阀的电磁阀不动作或处于卸荷状态；（5）油路漏油；
排除方法：（1）检修油泵；（2）重新调定系统溢流阀的工作压力；（3）给油箱加油到规定、合理的位置；（4）检修电磁溢流阀是否烧线圈或阀芯不动作；（5）检修油路，更换密封圈、防止系统发生泄漏现象；
2.2 故障现象二：液压系统泄漏
一般来说液压传动中产生泄漏的原因有设计、制造方面的问题，也有设备维护、保养等方面的问题。在实际中泄漏情况往往是多种原因的综合，但主要是由密封失效引起的；
发生原因：（1）工作介质被污染、不合格的沟槽尺寸和不合格的密封安装面；（2）设计加工、安装、使用以及保管运输方面存在问题；（3）密封件材质质量不好、装配不正确而破损、使用日久老化变质；（4）相对运动副磨损使配合间隙增大、内泄漏增大、或者配合面拉伤而产生内外泄漏；（5）油温太高，使油液粘度低，从而引起工作液压泵及液压元件内泄漏大；（6）系统压力过高，超出密封件所允许的承受能力；（7）使用不当、环境条件差、工作介质不相容。
排除方法：（1）首先对液压系统的泄漏原因进行诊断，检查，正确选用密封件；（2）正确安装密封件；（3）控制液压系统的油温；（4）液压系统中尽量减少管接头；（5）选择合适的液压元件，提高元件的表面精度。（6）保持油液的清洁，定期更换油液。
2.3 故障现象三：钻机不能行走或无力爬坡
发生原因：（1）行走电液换向阀的阀芯卡住使油路不通；（2）电磁线圈烧坏以致阀芯不能动作；（3）系统供油压力不足。
排除方法：（1）测试、检修或更换电液换向阀；（2）检查系统中溢流阀的调定压力是否合适；（3）检查油路是否漏油，油泵是否损坏，适当提高背压。
2.4故障现象四：钻机回转机构不能上下升降或动作不连续
发生原因：（1）系统油压力不足；（2）钻机提升油缸内渗以致内部串油。
排除方法：（1）检查溢流阀的调定压力是否合适；（2）检查油路是否漏油、油泵是否损坏；（3）检查油缸导向部分、回转机构、钻杆等是否受阻或卡死；（4）更换密封圈。
2.5故障现象五：液压缸不动作、误动作
发生原因：（1）液压系统控制压力太低；（2）系统压力油未能进入液压缸，或者液压缸流出的油在回路途中受阻；（3）密封出现折皱、挤压撕裂、磨损、老化、变质、变形等损坏现象，使液压缸两腔窜油；（4）安装连接不良使液压缸滑动部位配合过紧。
排除方法：（1）检查泵源系统是否有足够的压力，保证压力调节到系统的规定值；（2）检查液压缸油路是否畅通（要求双向都畅通）；（3）更换密封件；（4）合理安装，保证活塞杆与缸筒的轴心线对中；（5）采用黏温性能较好的液压油，在低温下可借助加热器提升启动时的油温，保证有足够的流量提供给液压缸。
3.液压系统的日常维护与注意事项
3.1 油液
钻机开机前应检查油面位置，如果缺油应及时补充，以保证油泵的正常工作。环境温度较低时，可通过电加热器首先将油加热，再启动油泵；为防止油温过高，系统运行时可采用油冷却器。
另外，往油泵站油箱里加油前，油液必须经过过滤（用过滤精度为30μm的过滤器）即使是新开桶的油也须经过过滤，以保持油液的清洁。
3.2 液压元件
3.2.1 液压油缸
A 钻架起落油缸
钻机的钻架起落油缸对称安装在钻架的内侧，主要用于控制钻架的起落。起落钻架前，应将钻架起落油缸活塞杆表面上的防锈油和灰尘用机油清洗干净。钻架起落时，应确保油缸上、下腔均充满油，并控制起落速度均匀。使用过程中，应定期地通过油杯为球铰和铜套加注润滑油；当油缸长时间不工作，则应将活塞杆的外露部分应涂以防锈油，再裹包油纸，且注意不要破坏活塞杆的外表面。
B 液压卡头
钻机的两个液压卡头对称地装在钻架平台上钻孔中心的两侧，用于装卸钻机的钻杆。装配时，若发现在卡块的孔口处有毛刺，应及时清除；使用过程中，为使卡块在油缸体内运动自由，必须经常涂加润滑脂，且需定期通过油杯向油缸体的外滑動面上加注润滑剂。
C 液压千斤顶
钻机千斤顶采用了倒挂式的油缸，用于调平钻机。在使用过程中，无需特别的维护，只需定期地给支承筒与外套的相对运动表面加注润滑油，以减少摩擦阻力。当发现油外漏或内串时应及时更换防尘圈和密封圈。 3.2.2 液压阀
钻机中采用的液压阀主要有：溢流阀、电液换向阀和手动多路换向阀、液压锁等，这些元件在液压系统中起着非常重要的作用。安装前，通常需对阀进行检查和保洁，不得随意拆卸；使用过程中，各种调压手轮、手动操纵杆不得随便扳动，并注意检查参数是否改变（如溢流阀的调定压力值）。
3.2.3 密封件
为了防止泄漏，使用、装配及更换密封件时，应注意：
第一：避免密封件过度磨损。由于密封件所用材料一般为橡胶产品，表面光洁度差或有磨粒都会对橡胶产生撕裂作用，使磨损加速。因此，在安装和更换密封件时，要注意密封件的清洁。
第二：避免密封件发生挤出现象。当密封沟槽和密封件尺寸偏差较大引起间隙过大时，容易造成密封件的挤出现象，当密封件工作在高于推荐的工作压力时，或温度过高时，会使橡胶软化，使密封件能挤入比常态下所能挤入的更小缝隙中。因此，应选用材质较好的密封件，同时控制油温。
第三：安装时，应避免用力过分地压入和张紧，使之发生塑性变形，过盈量发生变化，从而影响密封性能。
3.3 故障排除过程中应注意的问题
首先：在没有完全确定系统故障发生的位置和范围时，不要盲目拆卸和更换元件，以免造成故障范围的扩大和产生新的故障。
其次：由于系统故障多在内部，且具有多样性、复杂性，故在排除故障的过程中还应考虑其他相关因素的影响，如机械、电气方面的故障。
再者：在排查故障时，应按顺序对原理图中各个元件的作用有一个大体的了解，然后根据故障现象进行逐一分析、判断，对有问题的元件进行逐个检查、更换或修理，切忌调整范围太大，以免良次不分，增加维修成本 。
4.小结
牙轮钻机是由机械、液压与气动、电气等装置组合而成的，液压系统的故障大都是由于油液受污染、元件维护保养不及时或操作不当引起的。因此，积极做好钻机的维护保养，及时排除故障，才有利于钻机长期高效的正常运行。
参考文献：
[1]李新德.液压系统故障诊断与维修技术手册.北京：中国电力出版社，1999.
[2]张凤山，静永臣.工程机械液压液力系统故障诊断与维修.北京：化学工业出版社，2008.
[3]趙静一，曾辉，李侃.液压系统常见故障分析与处理.北京：化学工业出版社，2007.
【关键词】压力；泄漏；噪音；密封
1.引言
牙轮钻机的液压系统是钻机控制各工作机构动作的核心部份，主要由变量泵为供油油源、多执行元件组成的开式回路。其主要特点是：结构紧凑，操作方便，可实现压力无级调节，并能以简单的控制回路满足钻机复杂的工作要求，是牙轮钻机的主要工作机构之一。因此，液压系统的运行好坏，不仅直接影响设备的效率，而且影响钻机的工作可靠性和技术性。准确判断、及时排除液压系统出现的各类故障，合理维护液压系统各部分是确保设备的正常运转、效率充分发挥的重要环节。
2.钻机液压系统故障分析与解决措施
钻机组装完成后的试运行阶段以及在经过一段时间的使用后，液压系统难免会出现各种各样的故障。一旦发现问题则应及时处理，避免钻机带病作业。钻机液压系统常见的故障现象大致有：
2.1 故障现象一：液压系统无油压或油压不足
发生原因：（1）油泵发生故障；（2）系统溢流阀的调定压力不当或由于工作后钻机的振动及其它原因而降低了压力值；（3）油箱的油位过低；（4）电磁溢流阀的电磁阀不动作或处于卸荷状态；（5）油路漏油；
排除方法：（1）检修油泵；（2）重新调定系统溢流阀的工作压力；（3）给油箱加油到规定、合理的位置；（4）检修电磁溢流阀是否烧线圈或阀芯不动作；（5）检修油路，更换密封圈、防止系统发生泄漏现象；
2.2 故障现象二：液压系统泄漏
一般来说液压传动中产生泄漏的原因有设计、制造方面的问题，也有设备维护、保养等方面的问题。在实际中泄漏情况往往是多种原因的综合，但主要是由密封失效引起的；
发生原因：（1）工作介质被污染、不合格的沟槽尺寸和不合格的密封安装面；（2）设计加工、安装、使用以及保管运输方面存在问题；（3）密封件材质质量不好、装配不正确而破损、使用日久老化变质；（4）相对运动副磨损使配合间隙增大、内泄漏增大、或者配合面拉伤而产生内外泄漏；（5）油温太高，使油液粘度低，从而引起工作液压泵及液压元件内泄漏大；（6）系统压力过高，超出密封件所允许的承受能力；（7）使用不当、环境条件差、工作介质不相容。
排除方法：（1）首先对液压系统的泄漏原因进行诊断，检查，正确选用密封件；（2）正确安装密封件；（3）控制液压系统的油温；（4）液压系统中尽量减少管接头；（5）选择合适的液压元件，提高元件的表面精度。（6）保持油液的清洁，定期更换油液。
2.3 故障现象三：钻机不能行走或无力爬坡
发生原因：（1）行走电液换向阀的阀芯卡住使油路不通；（2）电磁线圈烧坏以致阀芯不能动作；（3）系统供油压力不足。
排除方法：（1）测试、检修或更换电液换向阀；（2）检查系统中溢流阀的调定压力是否合适；（3）检查油路是否漏油，油泵是否损坏，适当提高背压。
2.4故障现象四：钻机回转机构不能上下升降或动作不连续
发生原因：（1）系统油压力不足；（2）钻机提升油缸内渗以致内部串油。
排除方法：（1）检查溢流阀的调定压力是否合适；（2）检查油路是否漏油、油泵是否损坏；（3）检查油缸导向部分、回转机构、钻杆等是否受阻或卡死；（4）更换密封圈。
2.5故障现象五：液压缸不动作、误动作
发生原因：（1）液压系统控制压力太低；（2）系统压力油未能进入液压缸，或者液压缸流出的油在回路途中受阻；（3）密封出现折皱、挤压撕裂、磨损、老化、变质、变形等损坏现象，使液压缸两腔窜油；（4）安装连接不良使液压缸滑动部位配合过紧。
排除方法：（1）检查泵源系统是否有足够的压力，保证压力调节到系统的规定值；（2）检查液压缸油路是否畅通（要求双向都畅通）；（3）更换密封件；（4）合理安装，保证活塞杆与缸筒的轴心线对中；（5）采用黏温性能较好的液压油，在低温下可借助加热器提升启动时的油温，保证有足够的流量提供给液压缸。
3.液压系统的日常维护与注意事项
3.1 油液
钻机开机前应检查油面位置，如果缺油应及时补充，以保证油泵的正常工作。环境温度较低时，可通过电加热器首先将油加热，再启动油泵；为防止油温过高，系统运行时可采用油冷却器。
另外，往油泵站油箱里加油前，油液必须经过过滤（用过滤精度为30μm的过滤器）即使是新开桶的油也须经过过滤，以保持油液的清洁。
3.2 液压元件
3.2.1 液压油缸
A 钻架起落油缸
钻机的钻架起落油缸对称安装在钻架的内侧，主要用于控制钻架的起落。起落钻架前，应将钻架起落油缸活塞杆表面上的防锈油和灰尘用机油清洗干净。钻架起落时，应确保油缸上、下腔均充满油，并控制起落速度均匀。使用过程中，应定期地通过油杯为球铰和铜套加注润滑油；当油缸长时间不工作，则应将活塞杆的外露部分应涂以防锈油，再裹包油纸，且注意不要破坏活塞杆的外表面。
B 液压卡头
钻机的两个液压卡头对称地装在钻架平台上钻孔中心的两侧，用于装卸钻机的钻杆。装配时，若发现在卡块的孔口处有毛刺，应及时清除；使用过程中，为使卡块在油缸体内运动自由，必须经常涂加润滑脂，且需定期通过油杯向油缸体的外滑動面上加注润滑剂。
C 液压千斤顶
钻机千斤顶采用了倒挂式的油缸，用于调平钻机。在使用过程中，无需特别的维护，只需定期地给支承筒与外套的相对运动表面加注润滑油，以减少摩擦阻力。当发现油外漏或内串时应及时更换防尘圈和密封圈。 3.2.2 液压阀
钻机中采用的液压阀主要有：溢流阀、电液换向阀和手动多路换向阀、液压锁等，这些元件在液压系统中起着非常重要的作用。安装前，通常需对阀进行检查和保洁，不得随意拆卸；使用过程中，各种调压手轮、手动操纵杆不得随便扳动，并注意检查参数是否改变（如溢流阀的调定压力值）。
3.2.3 密封件
为了防止泄漏，使用、装配及更换密封件时，应注意：
第一：避免密封件过度磨损。由于密封件所用材料一般为橡胶产品，表面光洁度差或有磨粒都会对橡胶产生撕裂作用，使磨损加速。因此，在安装和更换密封件时，要注意密封件的清洁。
第二：避免密封件发生挤出现象。当密封沟槽和密封件尺寸偏差较大引起间隙过大时，容易造成密封件的挤出现象，当密封件工作在高于推荐的工作压力时，或温度过高时，会使橡胶软化，使密封件能挤入比常态下所能挤入的更小缝隙中。因此，应选用材质较好的密封件，同时控制油温。
第三：安装时，应避免用力过分地压入和张紧，使之发生塑性变形，过盈量发生变化，从而影响密封性能。
3.3 故障排除过程中应注意的问题
首先：在没有完全确定系统故障发生的位置和范围时，不要盲目拆卸和更换元件，以免造成故障范围的扩大和产生新的故障。
其次：由于系统故障多在内部，且具有多样性、复杂性，故在排除故障的过程中还应考虑其他相关因素的影响，如机械、电气方面的故障。
再者：在排查故障时，应按顺序对原理图中各个元件的作用有一个大体的了解，然后根据故障现象进行逐一分析、判断，对有问题的元件进行逐个检查、更换或修理，切忌调整范围太大，以免良次不分，增加维修成本 。
4.小结
牙轮钻机是由机械、液压与气动、电气等装置组合而成的，液压系统的故障大都是由于油液受污染、元件维护保养不及时或操作不当引起的。因此，积极做好钻机的维护保养，及时排除故障，才有利于钻机长期高效的正常运行。
参考文献：
[1]李新德.液压系统故障诊断与维修技术手册.北京：中国电力出版社，1999.
[2]张凤山，静永臣.工程机械液压液力系统故障诊断与维修.北京：化学工业出版社，2008.
[3]趙静一，曾辉，李侃.液压系统常见故障分析与处理.北京：化学工业出版社，2007.