钻机知识

坑道钻机液压系统出故障咋整?诊断维修预防

坑道钻机的液压系统,那可是钻机的 “动力心脏”!钻进、提升钻杆、调整钻臂角度,全靠它发力。要是这系统出毛病,钻机要么动不了,要么干活没劲儿,严重的还会耽误工程进度。之前有个矿山,液压钻机系统漏液压油没及时修,结果油漏得太快,停机修了 3 天,采矿计划都耽误了;还有个地质勘探队,液压阀组卡住了,钻杆提不上来,在井下多待了好几个小时,风险特别大。
下面就从液压系统常见的故障类型、咋诊断问题、咋维修、咋预防故障这四个方面,用大白话跟大家好好唠唠,帮搞钻机运维的小伙伴快速搞定故障,让钻机稳稳干活。

坑道钻机液压系统故障:常见类型与成因分析

坑道钻机液压系统的故障花样不少,不同毛病表现不一样,原因也差得远。得先搞清楚是啥类型的故障,才能精准修,别瞎折腾把小问题弄大了。

液压系统泄漏故障

泄漏是液压系统常见的毛病,分 “外面漏” 和 “里面漏” 两种,不管哪种都会让系统没劲儿,得针对性找原因:
外泄漏故障:一眼就能看出来,液压油从管子接头、密封圈、油缸活塞杆这些地方渗出来,地上能看到油印子,油箱里的油很快就少了。常见的原因有这么几个 —— 管子接头没拧紧,钻机振动的时候接头松了,密封面有缝隙;密封圈用久了老化,要么裂了要么变形,封不住油;油管被井下的石头撞了或者磨久了,弄出小裂缝。有个坑道钻机在井下干活,钻臂老晃,高压油管接头松了,液压油漏得厉害,钻臂都没劲儿动,后来把接头拧紧,换了个新密封垫圈,就好了。
内泄漏故障:这毛病藏在系统里面,外面看不到油印子,但系统压力上不去,动作变慢。比如原本钻进速度能到 30 毫米每分钟,现在只剩 15 毫米。原因通常是 —— 液压阀的阀芯磨坏了,比如换向阀阀芯上有划痕,油从高压的地方漏到低压的地方;油缸里面的密封圈坏了,高压腔的油漏到低压腔,推不动活塞;液压泵内部磨损,比如齿轮泵的齿轮磨得有间隙,油从高压区漏回低压区。有台钻机就是内漏,钻进的时候压力老掉,拆开一看,换向阀阀芯磨得全是划痕,换了个新阀芯,压力立马正常了。

液压系统压力异常故障

压力不正常可是大问题,要么压力不够没劲儿,要么压力太高容易坏零件,还有压力忽高忽低的,都直接影响钻机干活,得结合压力表和实际情况判断:
压力不足故障:压力表的数比额定值低,比如额定压力该 16 兆帕,实际才 8 兆帕,钻机动起来没劲儿,钻杆钻不动、提不起来。常见原因有 —— 液压泵磨坏了,比如柱塞泵的柱塞和缸体间隙大了,吸不上油;溢流阀卡住了,阀芯一直开着,油直接流回油箱,压力建不起来;系统有泄漏,不管是内漏还是外漏,都会让压力损失;油箱里油太少,液压泵吸不到足够的油,里面混了空气。有台钻机干活的时候压力不够,检查发现油箱油位低于低刻度,液压泵吸油的时候混了空气,加够油,把空气排出去,压力就回到额定值了。
压力过高故障:压力表的数超过额定值,比如超过 20 兆帕,超出安全范围,钻机振动得厉害,还会有怪响,严重的话油管会爆,阀组会变形。原因一般是 —— 溢流阀调错了,压力设得太高,超过系统能扛的范围;液压阀卡住了,比如节流阀阀芯卡死在关着的位置,油流不出去,压力一下就上来了;负载太大,比如钻进的时候碰到特别硬的石头,钻杆阻力超过系统能扛的负载,压力被迫升高。有个钻机一启动,系统压力瞬间飙到 25 兆帕,赶紧关了电源,重新把溢流阀压力调到 16 兆帕,才没把零件弄坏。
压力波动故障:压力表的指针老跳,比如在 12 到 18 兆帕之间来回动,钻机动作也不稳定,钻臂一会儿快一会儿慢。原因主要是 —— 液压油里混了空气,空气能压缩,油的流动性就不稳定;液压泵吸油不顺畅,比如吸油的滤芯堵了,油流过来断断续续;溢流阀的弹簧用久了没弹性,阀芯一会儿开一会儿关,压力就跟着波动。有台钻机压力老波动,拆开吸油滤芯一看,里面全是杂质堵死了,换了滤芯,把油路洗干净,压力就稳了。

液压系统动作异常故障

动作异常直接影响钻机干活的精度和速度,要么卡着动不了,要么动得慢,还有动作乱套的,严重影响施工质量,得赶紧找原因:
动作卡顿故障:钻机动作的时候突然停住,比如钻臂转着转着卡住了,没法连续动,还会有 “哐哐” 的撞击声。常见原因有 —— 液压阀卡住了,比如换向阀阀芯被杂质卡住,油路切换不顺畅;油缸里混了空气,空气压缩不均匀,活塞动一下停一下;机械零件卡住了,比如钻臂的导轨磨坏或者变形了,跟液压动作较劲,产生阻力。有台钻机提钻杆的时候老卡顿,拆开换向阀一看,阀芯被金属碎渣卡住了,把阀芯清理干净,再把液压油过滤一遍,动作就顺畅了。
动作缓慢故障:钻机所有动作都变慢,比如原本钻进速度 40 毫米每分钟,现在只剩 10 毫米,干活效率差远了。原因通常是 —— 液压泵流量不够,比如齿轮泵的齿面磨坏了,出油量减少;节流阀调得不合适,开口太小,油流不过来;系统有泄漏,内漏会让有效油量变少;液压油黏度不对,夏天温度高油变稀,冬天温度低油变稠,都会影响油的流动速度。有台钻机夏天干活的时候动作特别慢,检查发现液压油因为天热变稀了,换了耐高温的抗磨液压油,动作速度就恢复正常了。
动作失调故障:钻机的动作互相打乱,比如想升钻臂的时候,钻杆也跟着转,没法单独控制,根本没法精准干活。原因主要是 —— 液压阀组坏了,比如多路阀内部的油路磨通了,不同动作的油路串在一起;控制系统出问题,比如电磁阀接线接错了,多个电磁铁同时通电;传感器坏了,比如位置传感器失灵,没法告诉控制系统动作的位置,控制系统判断错了。有台钻机动作失调,检查发现多路阀内部的油路磨通了,换了个新的多路阀,各个动作就能单独控制了。

坑道钻机液压系统故障:诊断方法与步骤

诊断液压系统故障得按规矩来,结合 “用眼看、用耳听、用手摸、用仪表测、拆零件查” 这些方法,精准找到问题在哪、为啥出问题,别瞎拆零件把设备搞坏,这是高效修故障的关键。

初步诊断:感官判断与现场检查

初步诊断靠 “看、听、摸、查”,不用复杂工具,在现场就能快速判断故障大概范围,为后面精准修打基础:
“看”—— 观察系统外观和运行状态:先看油箱里的油位,是不是在刻度线中间,油太少会让泵吸不上油;再看油的颜色,正常是淡黄色,变黑了可能是污染或者高温氧化,变白乳化了就是混进水分了;然后看有没有漏油,管子接头、油缸、阀组这些地方有没有油印子;接着看压力表的数,是不是在额定范围,有没有波动;后看动作情况,各个动作顺不顺畅,有没有卡顿或变慢。有台钻机初步诊断的时候,发现液压油变白乳化了,判断是混进水分了,后面进一步检查,确认是冷却器漏了,这就是靠 “看” 发现的问题。
“听”—— 分辨系统运行声音:正常情况下,液压泵运行是平稳的 “嗡嗡” 声,阀组切换的时候有轻微的 “咔嗒” 声。要是听到奇怪的声音 ——“嘶嘶” 声可能是油在泄漏,不管是内漏还是外漏;“刺耳的尖叫” 可能是液压泵吸不到油,里面混了空气;“哐当哐当” 的撞击声可能是油缸里有空气,或者机械零件卡住了。有台钻机运行的时候有刺耳的噪音,再一看油箱油位低,判断是泵吸空了,加够油之后噪音就没了,快速解决了问题。
“摸”—— 感受元件温度与振动:用手摸液压泵、油缸、阀组这些关键零件的温度,正常工作温度在 30 到 50 摄氏度之间,超过 60 摄氏度就是温度太高了;再摸管子的振动情况,异常振动可能是管子松了,或者系统里混了空气。要是液压泵温度太高,可能是泵内部磨损了,或者油的黏度不对;要是油缸温度太高,可能是内漏导致能量浪费,变成热量。有台钻机的液压泵摸起来烫手,温度到 70 摄氏度了,拆开一看,泵里的齿轮磨得很厉害,换了新泵之后温度就降下来了。
“查”—— 检查外部连接与参数设置:先检查管子接头有没有松,用扳手轻轻拧一下,看看有没有间隙;再检查密封圈好不好,有没有老化、变形;然后检查电气接线,电磁阀、传感器的线有没有松,有没有接反;后检查溢流阀这些元件的压力设置,对照设备手册,看是不是符合额定值。有台钻机压力不够,检查发现溢流阀的压力设低了,重新调到额定压力,故障就解决了,这就是靠 “查” 快速搞定的。

精准诊断:仪表检测与数据分析

要是初步诊断找不到问题,就得用专业仪表测,靠数据说话,避免凭感觉判断出错,这是解决复杂故障的关键:
压力检测:用精度至少 0.4 级的便携式压力表,接在系统的测试点上,比如液压泵出口、阀组进油口、油缸无杆腔,测各个部位的压力,跟额定压力对比。要是泵出口压力低于额定值,可能是泵磨损了或者吸油有问题;要是阀组进油压力正常,但油缸压力不够,可能是阀组内漏或者油缸泄漏。有台钻机钻臂提升压力不够,用压力表测发现泵出口压力正常是 16 兆帕,但油缸无杆腔压力只有 8 兆帕,判断是油缸内漏,拆开一看,果然是活塞密封圈坏了,换了密封圈压力就恢复了。
流量检测:用流量计(比如涡轮流量计)测液压泵的实际出油量和系统流量,跟设备手册上的额定值对比。要是泵的排量低于额定值,可能是泵内部磨损了,或者油的黏度不对;要是流量波动大,可能是系统里混了空气,或者吸油滤芯堵了。有台钻机动作慢,用流量计测发现液压泵的实际排量只有额定值的 60%,判断是泵里的柱塞磨坏了,换了柱塞之后流量就正常了,动作也快了。
油液检测:取点液压油去检测,或者用便携式油液分析仪,测油的黏度、清洁度、水分含量、杂质含量。要是黏度太高或太低,得换合适的油;要是清洁度不够,杂质超过 NAS 8 级,得换滤芯并清洗油路;要是水分含量超过 0.1%,得把水弄出去或者换油。有台钻机的液压阀组老卡住,测油液发现杂质含量到 NAS 12 级了,换了新油,再把整个油路洗一遍,卡滞的毛病就没再出现。

深入诊断:拆解检查与部件测试

对于藏得深的故障,比如液压泵内部磨损、阀组阀芯卡住,就得拆零件检查,再测试零件好不好用,确保诊断结果准,别修错了:
液压泵拆解检查:把液压泵(比如齿轮泵、柱塞泵)拆开,检查里面的零件。齿轮泵要看看齿轮齿面有没有划痕、崩齿,轴承好不好用,有没有异响或松动,轴封漏不漏油;柱塞泵要测柱塞和缸体的配合间隙,超过 0.05 毫米就有问题,再看看配流盘有没有磨损,密封面有没有沟槽,弹簧有没有没弹性。有台钻机液压泵压力不够,拆开发现齿轮齿面有严重划痕,齿侧间隙变大,换了新齿轮,泵的压力就正常了。
阀组拆解检查:把换向阀、溢流阀、节流阀这些阀组拆开,检查阀芯有没有磨损、卡住,用手推推阀芯,看看顺不顺畅,有没有卡住的感觉;再看看密封圈好不好,有没有变形或损坏;阀体内腔有没有杂质,比如金属碎渣、油污堆在里面。有台钻机的换向阀卡住了,拆开一看,阀芯被金属碎渣卡住了,把阀芯清理干净,再把液压油过滤一遍,阀组动作就顺畅了。
油缸拆解检查:把油缸拆开,检查活塞密封圈好不好,有没有裂纹、老化;活塞杆有没有划痕,划痕超过 0.2 毫米会让密封失效;缸筒内壁有没有磨损,用内径量表测,磨损超过 0.1 毫米就得修或者换。有台钻机油缸外面漏 oil,拆开发现活塞杆有很深的划痕,换了新活塞杆和密封圈,泄漏的毛病就解决了。

坑道钻机液压系统故障:维修流程与操作规范

修液压系统故障得按 “断电停机→隔离故障→修或换零件→装回系统→调试运行” 的规范流程来,确保修得好、修得安全,别修完又出问题,这是让钻机恢复干活的关键。

前期准备与故障隔离

修之前的准备工作和隔离故障,能保证安全、提高效率,避免修的时候损坏其他零件,是修故障的基础:
维修准备:得准备合适的工具,比如套筒扳手、内六角扳手、拆密封圈的专用工具、滤油机;还要备好转用零件,比如密封圈、滤芯、阀芯、液压油;安全防护用品也不能少,防滑手套、护目镜、防静电服都得有。同时要翻设备手册,熟悉故障零件的结构和拆装步骤,比如液压泵怎么拆、阀组怎么装。有个维修队没准备拆密封圈的专用工具,拆油缸的时候把新密封圈弄坏了,耽误了修的时间,后来按要求准备工具,效率提高了 30%。
故障隔离:先把钻机电源关了,切断液压系统的供油,比如关上液压泵出口的截止阀;然后把系统里剩下的压力卸掉,比如来回动各个动作手柄,让油缸里的压力降到 0 兆帕;拆故障零件的连接管子时,要在管子接口处贴标签,标清楚哪根管子接哪个接口,避免装的时候接错;同时用干净的塑料布把管子接口和零件端口包起来,防止杂质掉进系统里。有个维修人员拆液压阀组的时候没贴标签,装的时候接错了油路,导致系统动作失调,后来对照标签重新调,才恢复正常,这说明隔离故障时贴标签特别重要。

部件维修与更换

根据诊断结果,对坏了的零件进行维修或更换,得严格按操作规范来,确保修完的零件能用,这是解决故障的核心步骤:
密封件更换:密封件老化或损坏是泄漏的主要原因,换的时候得选和原来规格一样的密封件,比如材质是丁腈橡胶或氟橡胶,尺寸误差不能超过 0.1 毫米。换之前要把密封槽里的杂质清理干净,用酒精擦一擦,确保没有油污和碎渣;装的时候在密封件表面抹一点液压油,减少安装阻力,避免把密封件弄坏。有台钻机油缸换密封圈的时候,因为密封件尺寸不对,装完还是漏,重新换了合适的密封圈,就不漏了,这说明密封件规格必须匹配。
液压泵维修与更换:液压泵磨得厉害,能修就修,不能修就换。修的时候要换磨损的零件,比如齿轮、柱塞、配流盘,装的时候要保证零件的配合间隙符合要求,比如齿轮侧隙在 0.02 到 0.05 毫米之间,还要检查轴承的间隙,超过 0.1 毫米就得换轴承;换新泵的时候,要确保泵的型号、排量、额定压力和原来的一样,装的时候要对齐泵轴和电机轴的同轴度,偏差不能超过 0.1 毫米,不然泵会振动、有噪音。有台钻机换了新液压泵之后振动特别大,检查发现同轴度偏差 0.3 毫米,重新调正好,振动就没了。
阀组维修与更换:阀组卡住或内漏,轻微磨损可以修,比如阀芯磨坏了可以镀铬修复,阀体内腔可以抛光;磨损严重就得换新阀组。修阀组的时候,要把所有零件用煤油或专用的液压油清洗剂洗干净,别用有腐蚀性的溶剂;装的时候要保证阀芯能顺畅移动,没有卡住的感觉;装阀组的时候要注意方向,对照设备手册,确认进油口、出油口的位置对不对。有台钻机的换向阀修完之后还是卡住,检查发现阀芯镀铬层太薄,重新修复阀芯,动作就恢复顺畅了。

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