鉆機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析與排除

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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014040)???摘要:對(duì)生產(chǎn)過程中改造后的鉆機(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

2、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)濟(jì)效益。改造后鉆機(jī)設(shè)備布置工藝流程見圖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)見圖2a所示。??鉆孔深度:1000mm;

3、立軸行程:500mm;立軸最大起重量:120kN;立軸最高壓力:80kN;鉆機(jī)系統(tǒng)壓力:8MPa;鉆機(jī)前后移動(dòng)行程:360mm。液壓系統(tǒng)主要用來實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)立軸升降、鉆機(jī)前后移動(dòng)、鉆具稱重、調(diào)整孔底壓力、事故處理、下套管、起拔套管、油壓卡盤卡緊、松開等動(dòng)作。鉆機(jī)配有給進(jìn)缸2個(gè)、卡盤缸2個(gè)、移動(dòng)缸1個(gè),通過這些液壓缸可以實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)立軸升降,下套管、起拔套管、油壓卡盤卡緊、松開、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

4、鉆具提離孔底,防止發(fā)生埋鉆事故。????2.2存在的問題??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??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

5、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。?????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

6、設(shè)置一個(gè)固定阻尼孔5(見圖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,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。況且過小的孔容易堵塞,造成系統(tǒng)無法卸載。?????4、鉆機(jī)的維護(hù)?????4.1開機(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

7、)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)用手盤車觀察各部件動(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,注意各運(yùn)動(dòng)部位的聲響及溫升,一般不超過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

8、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,過濾油,檢查液壓油有無變質(zhì)。?????5、結(jié)束語(yǔ)??通過對(duì)改造后的鉆機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析,

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