牙轮钻机液压系统的故障分析

摘要：液压系统是牙轮钻机的重要组成部分，通过改变压强有效提高牙轮钻机的作用力。但是牙轮钻机液压系统在长时间运行过程中容易受到多种因素的影响而发生运行故障，因此应特别注意牙轮钻机液压系统故障问题。文章介绍了牙轮钻机液压系统结构，分析了牙轮钻机液压系统故障类型，阐述了牙轮钻机液压系统故障处理方法。

关键词：牙轮钻机；液压系统；系统故障；辅助元件；执行元件；控制元件 文献标识码：A

中图分类号：TD41 文章编号：1009-2374（2016）13-0080-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.038

本文以KY-310A型牙轮钻机为例，KY-310A型牙轮钻机的液压系统是一种开放式的传动系统，其操作控制灵活、结构紧凑，可以用于压力的无级调节。在实际应用中，液压系统的运行状态对于整个牙轮钻机的运行效率有着直接影响，并且还会影响牙轮钻机运行的安全性和可靠性，所以应仔细分析KY-310A型牙轮钻机液压系统的故障原因，科学判断故障类型，采取有效措施排除液压系统故障，确保牙轮钻机液压系统的安全、稳定

运行。

1 牙轮钻机液压系统结构分析

根据执行元件的不同动作，KY-310A型牙轮钻机液压系统可以分为扑尘罩油缸、吊钳油缸、钻杆架油缸、均衡控制回路、撑架油缸控制回路、千斤顶油缸控制回路、液压马达控制回路等，每个回路都包括一个液压控制元件和回路执行元件。同时，KY-310A型牙轮钻机液压系统根据不同元件的实际应用作用，还可以分为辅助元件、执行元件、控制元件和动力元件，其中辅助元件包括滤油器、接头、管路、油箱等；执行元件包括液压油缸和液压马达；控制元件包括流量控制阀、压力控制阀和方向控制阀等；动力元件主要是指液压泵。从此可以看出，KY-310A型牙轮钻机液压系统一旦发生故障，其原因是多样化的，有可能是多个部位或者元件都出现运行故障，也有可能是某个独立元件发生故障，而KY-310A型牙轮钻机液压系统不同类型的故障多具有独特的特征和基本规律，因此应仔细分析牙轮钻机液压系统的故障现象或者征兆，有针对性地排除或者控制故障，提高牙轮钻机液压系统的安全性和稳定性。

2 牙轮钻机液压系统故障类型

2.1 液压系统无压力或者压力较小

KY-310A型牙轮钻机液压系统运行过程中，其运行压力作为关键性的指标参数，液压系统的压力参数值在很大程度上反映了牙轮钻机液压系统的运行状况。若KY-310A型牙轮钻机液压系统无压力或者压力较低，会导致牙轮钻机无法正常运行或者运行效率较低，而造成这种故障的主要原因有五方面：其一，液压泵中联轴器打滑、转速过低、轴键损坏，无法正常运转，电气接线不正确，旋转方法不合理，液压泵排油过程中发生泄漏，进油过程中吸入大量空气，使其内部产生很多气泡或者液压泵内部有砂眼，泵体质量较差，甚至内部零部件损坏，造成液压泵中串油，实际运行过程中液压泵零件之间的磨损比较严重，导致零件间隙不断增大，出现严重的泄漏问题；其二，控制元件出现异常，电磁溢流阀的阀芯卡阻处于卸荷状态，电磁溢流阀的电磁铁线圈无电或线圈烧坏，溢流阀的阀体和锥形阀芯封闭不够紧密，阻尼孔堵塞压力相对较小，开口位置的溢流阀阀芯卡住，不能及时构建压力或者溢流阀压力过小，换向阀阀体和阀芯之间线路短接，控制阀板有裂纹或沙眼；其三，使用的液压油过于黏稠，使得液压系统无法快速启动；其四，压力表损坏，无法正确地指示实际压力，液压管道泄漏；其五，牙轮钻机液压系统的执行元件，密封件损坏、间隙过大、运动面之间发生严重磨损等，导致低压腔和高压腔之间互通，直接影响液压系统的

压力。

2.2 液压系统振动或者有噪声

KY-310A型牙轮钻机液压系统振动或者有噪声主要是由于如下四方面原因：其一，液压泵壳体损坏导致漏气，液压泵齿轮老化磨损严重，轴承损坏，联轴器在长期运行过程中逐渐松动，电动机和油泵轴线不同心，油泵进油口滤芯过脏或被棉线及破布堵塞，进油管有裂纹或沙眼，液压泵密封不够紧密，造成空气逐渐渗入液压泵，并且液压泵内部零器件之间相互磨损，使得径向和轴向间隙不断增大，导致液压泵压力出现大幅度的波动；其二，KY-310A型牙轮钻机的执行元件异常，油缸或者马达损坏或者间隙过大，马达或者液压油缸零器件损坏或者磨损，油缸或马达系统中有空气；其三，控制元件中的溢流阀阀体和阀芯之间的间隙较大，内泄过程中发生尖叫，并且溢流阀设定值和牙轮钻机液压系统工作压力比较接近，产生一定的共振；其四，液压系统中吸入大量空气，油箱油面下方的回油管口密封不严，油位较低，设置回油过程中产生大量泡沫。

2.3 液压系统油温较高

液压系统油温变化在很大程度上反映出牙轮钻机的运行状态，如果液压系统油温过高，会破坏液压系统执行元件运动面上的油膜，影响油液黏度，加剧液压系统元器件的磨损和泄漏，使得液压系统运行效率不断下降，甚至造成油质逐渐劣化。在实际应用中KY-310A型牙轮钻机液压系统油温过高主要是由于如下三种原因：其一，液压泵内部零器件出现严重磨损，造成大范围渗漏；其二，油缸密封件和活塞杆、液压马达转子和定子间隙过小，零器件运动过程中摩擦发热；其三，控制元件压力值设定较高，导致液压系统长时间处于高压运行状态。

2.4 液压元件严重磨损

KY-310A型牙轮钻机液压系统运行过程中，内部零件之间会发生相对运动，必然会产生一定的磨损和摩擦，而严重磨损会直接影响液压系统的正常运行，并且频繁地进行零件更换会给液压系统埋下故障隐患，导致液压系统运行效率下降、动作失灵，压力出现大幅度波动。而液压系统元件之间严重磨损主要是由于液压元件加工装配过程中精度较低，长期处于高压运行状态，再加上液压油黏度较低，无法正常形成油膜，使得液压元件磨损加剧。

3 牙轮钻机液压系统故障处理方法

3.1 液压系统压力不足处理方法

其一，对于KY-310A型牙轮钻机的液压泵，严格按照相关设计要求，调整液压系统接线，将损坏的零件或者密封件进行更换，牢固拧紧结合区域，保障良好的密封，磨损件更换完成以后应注意调整零件间隙，避免发生摩擦；其二，对于牙轮钻机液压系统的控制元件，更换换向阀，对换向阀阀芯进行研磨和调整，重新研配或者更换锥形阀芯，将溢流阀的阻尼孔进行疏通，保持其内部无杂质时刻保持畅通，对阀芯进行研修，溢流阀中的阀芯必须可以灵活移动，合理控制溢流阀压力，满足KY-310A型牙轮钻机液压系统运行要求；其三，KY-310A型牙轮钻机液压系统的辅助元件和执行元件，对于损坏的压力表进行更换，仔细检查液压系统的泄漏点，有针对性地进行处理和紧固，对执行元件的运动面间隙进行重新调整或者将有缺陷的泵体进行及时更换；其四，严格按照KY-310A型牙轮钻机液压系统的说明书，添加合适黏度的液压油，确保其安全、可靠运行。

3.2 液压系统振动或者噪声处理方法

对于KY-310A型牙轮钻机液压系统的液压泵，对漏气的油泵壳体进行更换或者紧固，将老化的油泵及时进行更换，仔细紧固或者调整电动机和油泵轴线，对油泵进油口进行分解清洁，加强油泵密封处理，及时将油泵中的空气排出，对于磨损的液压泵零器件进行更新和修复。对于KY-310A型牙轮钻机液压系统执行元件，及时更新或者调整马达和油缸轴承间隙，对其内部零器件进行分解检查，有针对性地进行更换和检修。对于液压系统控制元件，重新研磨溢流阀，对溢流阀进行更换或者重新配置溢流阀阀体和阀芯之间的间隙，合理设定溢流阀压力值。对于液压系统渗入空气的问题，回油管必须处于油面以下，添加适量的液压油，对吸油管密封件进行更换或者紧固。

3.3 液压系统油温过高处理方法

对于KY-310A型牙轮钻机液压系统中损坏的零部件进行更换或者修理，根据实际的液压系统运行要求，适当调整液压系统压力值。相关生产厂家在加工制作过程中，应适当提高不同运动零件的装配精度，确保各个零件之间的间隙合理。同时控制液压系统的合理使用，不用时及时关闭液压系统。

3.4 液压元件磨损处理方法

针对KY-310A型牙轮钻机液压元件磨损的问题，严格按照使用说明书添加合适的液压油，对液压系统零件进行重新装配，合理更换零件或者调整元件间隙，优化溢流阀压力设定，确保液压系统处于正常压力范围内，及时清理污染源，对劣化油进行更换。拆卸液压元件过程中，使用木塞对液压元件接口或管接头进行封堵，避免外界污染物进入液压系统，仔细检查油牌号，KY-310A型牙轮钻机液压系统运行过程中应定期进行检查，按照规定清洗滤芯。

4 结语

牙轮钻机是一种重要的工业设备，液压系统作为其重要的组成部分，在实际应用中一旦牙轮钻机液压系统发生运行故障，会影响整个牙轮钻机的运行效率，因此应仔细分析KY-310A型牙轮钻机液压系统的不同故障情况，深入探讨不同类型故障原因，准确判断液压系统故障，有针对性地进行排除和处理，提高牙轮钻机液压系统运行的安全性和可靠性。

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作者简介：吴晨（1988-），男，河北卢龙人，河钢矿业司家营研山铁矿有限公司助理工程师，研究方向：牙轮钻机液压系统故障。