鉆機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析與排除

1、鉆機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析與排除                               方桂花1,潘海濤2       （1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014010；2.內(nèi)蒙古煤田地質(zhì)局151 隊(duì)，內(nèi)蒙古包頭01

2、4040）   摘要：對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中改造后的鉆機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，提出了排除故障的方法與日常維護(hù)。   關(guān)鍵詞：鉆機(jī)；液壓系統(tǒng)；故障診斷；維護(hù)    1 、引言  針對(duì)機(jī)械鉆機(jī)使用較普遍，在施工過(guò)程中設(shè)備搬遷困難、鉆孔效率低及施工勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題，對(duì)其設(shè)備進(jìn)行了改造。改造后的鉆機(jī)是機(jī)械-液壓傳動(dòng)的鉆機(jī)，主要適用于金屬和非金屬固體礦床勘探、金剛石小口徑鉆進(jìn)、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)及工程地質(zhì)勘探。改造后的鉆機(jī)采用液壓控制系統(tǒng)，工作人員的勞動(dòng)條件得到了很大的改善，提高了工作效率和經(jīng)

3、濟(jì)效益。改造后鉆機(jī)設(shè)備布置工藝流程見(jiàn)圖1 所示。        泵站安裝在控制臺(tái)一側(cè)，扳動(dòng)控制手柄就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)體的前后移動(dòng)、鉆桿的自動(dòng)鎖緊、加壓鉆進(jìn)和減壓鉆進(jìn)等。但是，當(dāng)液壓系統(tǒng)安裝完畢，進(jìn)行調(diào)試時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生劇烈的振動(dòng)和噪聲。為此，對(duì)故障進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決方案。    2 、鉆機(jī)液壓系統(tǒng)    2.1 工作原理  改造前的鉆機(jī)液壓系統(tǒng)見(jiàn)圖2a所示。  鉆孔深度：1000 mm；立軸行程：500 m

4、m；立軸最大起重量：120 kN；立軸最高壓力：80 kN；鉆機(jī)系統(tǒng)壓力：8 MPa；鉆機(jī)前后移動(dòng)行程：360 mm。液壓系統(tǒng)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)立軸升降、鉆機(jī)前后移動(dòng)、鉆具稱(chēng)重、調(diào)整孔底壓力、事故處理、下套管、起拔套管、油壓卡盤(pán)卡緊、松開(kāi)等動(dòng)作。鉆機(jī)配有給進(jìn)缸2 個(gè)、卡盤(pán)缸2 個(gè)、移動(dòng)缸1 個(gè)，通過(guò)這些液壓缸可以實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)立軸升降，下套管、起拔套管、油壓卡盤(pán)卡緊、松開(kāi)、鉆機(jī)前后移動(dòng)等動(dòng)作的控制。鉆機(jī)配有兩個(gè)液壓泵，一個(gè)是齒輪泵1，通過(guò)帶輪和動(dòng)力機(jī)連接；另一個(gè)是手動(dòng)柱塞泵2，當(dāng)動(dòng)力機(jī)或液壓泵1發(fā)生故障關(guān)閉時(shí)，利用手搖液壓泵2 供油，可將鉆具提離孔底，防止發(fā)生埋鉆事故。  

5、0; 2.2 存在的問(wèn)題  在圖2 所示系統(tǒng)中，液壓泵1 為定量泵，在三位四通換向閥回到中位時(shí)，液壓缸不工作。系統(tǒng)卸載是由先導(dǎo)式溢流閥3 與二位二通換向閥4 組成的卸載回路。這時(shí)可將遠(yuǎn)程控制口通過(guò)閥4 與油箱接通，當(dāng)閥4 通路被切斷時(shí)，系統(tǒng)正常工作；當(dāng)閥4 通路被接通時(shí)，系統(tǒng)在低壓下卸載。但是，當(dāng)液壓系統(tǒng)安裝完畢進(jìn)行調(diào)試時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生劇烈的振動(dòng)和噪聲。          3 、故障分析與排除     3.1 故障的分析 

6、; 經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生于溢流閥3。拆檢溢流閥3 時(shí)閥內(nèi)零件、運(yùn)動(dòng)件配合間隙、閥內(nèi)清潔度、安裝等方面都符合要求。將溢流閥3 裝在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)試，性能參數(shù)均屬正常。而裝入系統(tǒng)就發(fā)生劇烈的振動(dòng)和噪聲。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)與分析，發(fā)現(xiàn)卸荷回路中，溢流閥3 的遠(yuǎn)程控制口到閥4 輸入口之間的配管長(zhǎng)度較短時(shí)，溢流閥3不產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，當(dāng)配管長(zhǎng)度大于1m時(shí)，溢流閥3產(chǎn)生振動(dòng)，并出現(xiàn)異常噪聲。其原因是控制腔的容積越大越不穩(wěn)定，并且長(zhǎng)管路中易殘存一些空氣，這樣控制腔中的油液在閥4 通斷的工況下，其壓力波動(dòng)較大，導(dǎo)致導(dǎo)閥或主閥的質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)自激振蕩噪聲。    

7、60;3.2 故障的排除   當(dāng)對(duì)溢流閥3進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)壓或卸載時(shí)，一般應(yīng)使遠(yuǎn)程控制管路愈短、愈細(xì)愈好，以減小容積，或者設(shè)置一個(gè)固定阻尼孔5（見(jiàn)圖2b）以減小壓力沖擊及壓力波動(dòng)，安裝位置盡可能靠近溢流閥3 遠(yuǎn)程控制口，將溢流閥3 的控制腔與控制管路隔開(kāi)，這樣流體的壓力沖擊與波動(dòng)將被迅速衰減，有效地消除溢流閥3 的振動(dòng)和噪聲。由于溢流閥3 遠(yuǎn)程控制口的油液回油箱時(shí)被節(jié)流，將會(huì)增加控制腔內(nèi)油液的壓力，于是系統(tǒng)的卸載壓力也相應(yīng)提高了。為了防止系統(tǒng)卸載壓力提高過(guò)高，固定節(jié)流元件的阻尼孔不應(yīng)太小，只要能消除振動(dòng)和噪聲即可。況且過(guò)小的孔容易堵塞，造成系統(tǒng)無(wú)法卸載。 &#

8、160;   4 、鉆機(jī)的維護(hù)     4.1 開(kāi)機(jī)前的檢查與維護(hù)（1）各部件連接牢固可靠，結(jié)合面保持清潔良好；（2）各潤(rùn)滑部位加注潤(rùn)滑油，檢查油箱液面高度；（3）各制動(dòng)部位工作必須可靠；（4）離合器調(diào)整合適；（5）用手盤(pán)車(chē)觀察各部件動(dòng)作是否準(zhǔn)確可靠。    4. 2 運(yùn)轉(zhuǎn)中的操縱與維護(hù)（1）動(dòng)力機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，方能開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)，接合離合器必須平穩(wěn)。注意經(jīng)常保持各部位有足夠的潤(rùn)滑油；（2）變換各擋轉(zhuǎn)速試車(chē)，注意各運(yùn)動(dòng)部位的聲響及溫升，一般不超過(guò)70；（3）注意壓力指示器的指示數(shù)值；（4）注意制動(dòng)部件和鎖緊裝置的工作情況；（5）卡盤(pán)磨損調(diào)整時(shí)，應(yīng)保持互相對(duì)中，否則因卡緊力不均勻而損壞機(jī)件；（6）經(jīng)常檢查各緊固部位的情況。    4.3 鉆機(jī)的保養(yǎng)（1）每班檢查各緊固部分，清洗各接合面，按鉆機(jī)潤(rùn)滑表加注潤(rùn)滑油脂，消除漏油現(xiàn)象；（2）每周除上述項(xiàng)目外還應(yīng)檢查離合器，手搖泵等部件；（3）每月清洗一次油箱，過(guò)濾油，檢查液壓油有無(wú)變質(zhì)。