牙輪鉆機液壓系統的故障分析

摘要：液壓系統是牙輪鉆機的重要組成部分，通過改變壓強有效提高牙輪鉆機的作用力。但是牙輪鉆機液壓系統在長時間運行過程中容易受到多種因素的影響而發生運行故障，因此應特別注意牙輪鉆機液壓系統故障問題。文章介紹了牙輪鉆機液壓系統結構，分析了牙輪鉆機液壓系統故障類型，闡述了牙輪鉆機液壓系統故障處理方法。

關鍵詞：牙輪鉆機；液壓系統；系統故障；輔助元件；執行元件；控制元件 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD41 文章編號：1009-2374（2016）13-0080-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.038

本文以KY-310A型牙輪鉆機為例，KY-310A型牙輪鉆機的液壓系統是一種開放式的傳動系統，其操作控制靈活、結構緊湊，可以用于壓力的無級調節。在實際應用中，液壓系統的運行狀態對于整個牙輪鉆機的運行效率有著直接影響，并且還會影響牙輪鉆機運行的安全性和可靠性，所以應仔細分析KY-310A型牙輪鉆機液壓系統的故障原因，科學判斷故障類型，采取有效措施排除液壓系統故障，確保牙輪鉆機液壓系統的安全、穩定

運行。

1 牙輪鉆機液壓系統結構分析

根據執行元件的不同動作，KY-310A型牙輪鉆機液壓系統可以分為撲塵罩油缸、吊鉗油缸、鉆桿架油缸、均衡控制回路、撐架油缸控制回路、千斤頂油缸控制回路、液壓馬達控制回路等，每個回路都包括一個液壓控制元件和回路執行元件。同時，KY-310A型牙輪鉆機液壓系統根據不同元件的實際應用作用，還可以分為輔助元件、執行元件、控制元件和動力元件，其中輔助元件包括濾油器、接頭、管路、油箱等；執行元件包括液壓油缸和液壓馬達；控制元件包括流量控制閥、壓力控制閥和方向控制閥等；動力元件主要是指液壓泵。從此可以看出，KY-310A型牙輪鉆機液壓系統一旦發生故障，其原因是多樣化的，有可能是多個部位或者元件都出現運行故障，也有可能是某個獨立元件發生故障，而KY-310A型牙輪鉆機液壓系統不同類型的故障多具有獨特的特征和基本規律，因此應仔細分析牙輪鉆機液壓系統的故障現象或者征兆，有針對性地排除或者控制故障，提高牙輪鉆機液壓系統的安全性和穩定性。

2 牙輪鉆機液壓系統故障類型

2.1 液壓系統無壓力或者壓力較小

KY-310A型牙輪鉆機液壓系統運行過程中，其運行壓力作為關鍵性的指標參數，液壓系統的壓力參數值在很大程度上反映了牙輪鉆機液壓系統的運行狀況。若KY-310A型牙輪鉆機液壓系統無壓力或者壓力較低，會導致牙輪鉆機無法正常運行或者運行效率較低，而造成這種故障的主要原因有五方面：其一，液壓泵中聯軸器打滑、轉速過低、軸鍵損壞，無法正常運轉，電氣接線不正確，旋轉方法不合理，液壓泵排油過程中發生泄漏，進油過程中吸入大量空氣，使其內部產生很多氣泡或者液壓泵內部有砂眼，泵體質量較差，甚至內部零部件損壞，造成液壓泵中串油，實際運行過程中液壓泵零件之間的磨損比較嚴重，導致零件間隙不斷增大，出現嚴重的泄漏問題；其二，控制元件出現異常，電磁溢流閥的閥芯卡阻處于卸荷狀態，電磁溢流閥的電磁鐵線圈無電或線圈燒壞，溢流閥的閥體和錐形閥芯封閉不夠緊密，阻尼孔堵塞壓力相對較小，開口位置的溢流閥閥芯卡住，不能及時構建壓力或者溢流閥壓力過小，換向閥閥體和閥芯之間線路短接，控制閥板有裂紋或沙眼；其三，使用的液壓油過于黏稠，使得液壓系統無法快速啟動；其四，壓力表損壞，無法正確地指示實際壓力，液壓管道泄漏；其五，牙輪鉆機液壓系統的執行元件，密封件損壞、間隙過大、運動面之間發生嚴重磨損等，導致低壓腔和高壓腔之間互通，直接影響液壓系統的

壓力。

2.2 液壓系統振動或者有噪聲

KY-310A型牙輪鉆機液壓系統振動或者有噪聲主要是由于如下四方面原因：其一，液壓泵殼體損壞導致漏氣，液壓泵齒輪老化磨損嚴重，軸承損壞，聯軸器在長期運行過程中逐漸松動，電動機和油泵軸線不同心，油泵進油口濾芯過臟或被棉線及破布堵塞，進油管有裂紋或沙眼，液壓泵密封不夠緊密，造成空氣逐漸滲入液壓泵，并且液壓泵內部零器件之間相互磨損，使得徑向和軸向間隙不斷增大，導致液壓泵壓力出現大幅度的波動；其二，KY-310A型牙輪鉆機的執行元件異常，油缸或者馬達損壞或者間隙過大，馬達或者液壓油缸零器件損壞或者磨損，油缸或馬達系統中有空氣；其三，控制元件中的溢流閥閥體和閥芯之間的間隙較大，內泄過程中發生尖叫，并且溢流閥設定值和牙輪鉆機液壓系統工作壓力比較接近，產生一定的共振；其四，液壓系統中吸入大量空氣，油箱油面下方的回油管口密封不嚴，油位較低，設置回油過程中產生大量泡沫。

2.3 液壓系統油溫較高

液壓系統油溫變化在很大程度上反映出牙輪鉆機的運行狀態，如果液壓系統油溫過高，會破壞液壓系統執行元件運動面上的油膜，影響油液黏度，加劇液壓系統元器件的磨損和泄漏，使得液壓系統運行效率不斷下降，甚至造成油質逐漸劣化。在實際應用中KY-310A型牙輪鉆機液壓系統油溫過高主要是由于如下三種原因：其一，液壓泵內部零器件出現嚴重磨損，造成大范圍滲漏；其二，油缸密封件和活塞桿、液壓馬達轉子和定子間隙過小，零器件運動過程中摩擦發熱；其三，控制元件壓力值設定較高，導致液壓系統長時間處于高壓運行狀態。

2.4 液壓元件嚴重磨損

KY-310A型牙輪鉆機液壓系統運行過程中，內部零件之間會發生相對運動，必然會產生一定的磨損和摩擦，而嚴重磨損會直接影響液壓系統的正常運行，并且頻繁地進行零件更換會給液壓系統埋下故障隱患，導致液壓系統運行效率下降、動作失靈，壓力出現大幅度波動。而液壓系統元件之間嚴重磨損主要是由于液壓元件加工裝配過程中精度較低，長期處于高壓運行狀態，再加上液壓油黏度較低，無法正常形成油膜，使得液壓元件磨損加劇。

3 牙輪鉆機液壓系統故障處理方法

3.1 液壓系統壓力不足處理方法

其一，對于KY-310A型牙輪鉆機的液壓泵，嚴格按照相關設計要求，調整液壓系統接線，將損壞的零件或者密封件進行更換，牢固擰緊結合區域，保障良好的密封，磨損件更換完成以后應注意調整零件間隙，避免發生摩擦；其二，對于牙輪鉆機液壓系統的控制元件，更換換向閥，對換向閥閥芯進行研磨和調整，重新研配或者更換錐形閥芯，將溢流閥的阻尼孔進行疏通，保持其內部無雜質時刻保持暢通，對閥芯進行研修，溢流閥中的閥芯必須可以靈活移動，合理控制溢流閥壓力，滿足KY-310A型牙輪鉆機液壓系統運行要求；其三，KY-310A型牙輪鉆機液壓系統的輔助元件和執行元件，對于損壞的壓力表進行更換，仔細檢查液壓系統的泄漏點，有針對性地進行處理和緊固，對執行元件的運動面間隙進行重新調整或者將有缺陷的泵體進行及時更換；其四，嚴格按照KY-310A型牙輪鉆機液壓系統的說明書，添加合適黏度的液壓油，確保其安全、可靠運行。

3.2 液壓系統振動或者噪聲處理方法

對于KY-310A型牙輪鉆機液壓系統的液壓泵，對漏氣的油泵殼體進行更換或者緊固，將老化的油泵及時進行更換，仔細緊固或者調整電動機和油泵軸線，對油泵進油口進行分解清潔，加強油泵密封處理，及時將油泵中的空氣排出，對于磨損的液壓泵零器件進行更新和修復。對于KY-310A型牙輪鉆機液壓系統執行元件，及時更新或者調整馬達和油缸軸承間隙，對其內部零器件進行分解檢查，有針對性地進行更換和檢修。對于液壓系統控制元件，重新研磨溢流閥，對溢流閥進行更換或者重新配置溢流閥閥體和閥芯之間的間隙，合理設定溢流閥壓力值。對于液壓系統滲入空氣的問題，回油管必須處于油面以下，添加適量的液壓油，對吸油管密封件進行更換或者緊固。

3.3 液壓系統油溫過高處理方法

對于KY-310A型牙輪鉆機液壓系統中損壞的零部件進行更換或者修理，根據實際的液壓系統運行要求，適當調整液壓系統壓力值。相關生產廠家在加工制作過程中，應適當提高不同運動零件的裝配精度，確保各個零件之間的間隙合理。同時控制液壓系統的合理使用，不用時及時關閉液壓系統。

3.4 液壓元件磨損處理方法

針對KY-310A型牙輪鉆機液壓元件磨損的問題，嚴格按照使用說明書添加合適的液壓油，對液壓系統零件進行重新裝配，合理更換零件或者調整元件間隙，優化溢流閥壓力設定，確保液壓系統處于正常壓力范圍內，及時清理污染源，對劣化油進行更換。拆卸液壓元件過程中，使用木塞對液壓元件接口或管接頭進行封堵，避免外界污染物進入液壓系統，仔細檢查油牌號，KY-310A型牙輪鉆機液壓系統運行過程中應定期進行檢查，按照規定清洗濾芯。

4 結語

牙輪鉆機是一種重要的工業設備，液壓系統作為其重要的組成部分，在實際應用中一旦牙輪鉆機液壓系統發生運行故障，會影響整個牙輪鉆機的運行效率，因此應仔細分析KY-310A型牙輪鉆機液壓系統的不同故障情況，深入探討不同類型故障原因，準確判斷液壓系統故障，有針對性地進行排除和處理，提高牙輪鉆機液壓系統運行的安全性和可靠性。

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作者簡介：吳晨（1988-），男，河北盧龍人，河鋼礦業司家營研山鐵礦有限公司助理工程師，研究方向：牙輪鉆機液壓系統故障。

（責任編輯：王 波）