掘进机液压系统的故障分析与排除

三一重型装备有限公司产品汇报资料1E B Z 掘进机液压系统的故障分析与排除2010年2月掘进机液压系统的故障分析与排除三一重装生产的ＥＢＺ系列掘进机，是目前国内掘进机中最先进的煤机设备．它在设计生产和设计过程中全部使用了先进的生产工艺和世界尖端设备技术．由其是液压系统，它的生产供应都是国际技术最先进的液压厂商，其产品的先进性及可靠、准确性都是世界液压产品中屈指可数的．但精密的液压产品对工作介质的要求要高于国内产品．这就对我们的服务工程师在维护方面提出了更高的要求．在液压系统的故障中，由于液压油质量不好及变质／污染和在维修中杂质的侵入，是造成系统的主要故障，它占液压系统的故障率的８０％．而人为故障与设备故障只站故障率的２０％．１.液压系统工作介质（液压油）对系统的影响及常见故障液压工作的介质有两个主要的功用，一是传递能量和信号，二是起润滑＼防锈\冲洗污染物质及带走热量等重要作用．所以我们在对掘进机的维护中就必须注意液压油的质量．液压油的质量不好及污染可以造成多方面系统故障．一：液压系统温度过高对液压系统的影响．由于油质的质量问题在使用过程中会造成系统的温度升高，如果一但温度升高，就会使油液的黏度下降．造成润滑油膜变薄，破坏了油液的润滑链．使液动元件磨损，内泄增加．会造成油泵容积和效率下降，油泵的磨损增加，使用寿命缩短：对液压元件来说，温度升高产生的热膨胀会使配合间隙减小，造成元件的失灵或卡死，同样会造成密封元件变形和老化使系统漏油．二：水分对液压系统的影响液压系统中水含量超过０５％后，一般会出现混浊，加速油品的老化，产生锈蚀或腐蚀金属，油中带水后会使油品乳化，润滑性明显下降．三：空气对液压系统的影响液压系统中溶入空气后．当压力经减压阀降低时，空气会从油中以极高的速度释放出来，造成气塞／气穴／气蚀，产生强烈的振动和燥声．（油液的两项指标是：１）起泡性２）空气释放性）四：颗粒物对液压系统的影响液压系统的污染来源于两个方面．１）内部污染是液压在使用过程中造成的污染，如液压油氧化产生的油泥或积炭及摩擦副在使用过程中产生的磨粒等．２）外来污染如加工残留的金属屑，空气中的尘土，水沙粒，煤尘及煤灰等．受污染的液压油会明显影响油品的使用性能．金属和杂质或其它硬质污染物可引起设备摩擦副的磨损，金属损屑会加速油液的氧化，氧化生成的油泥和胶体分散的氧化物以及经过热应力与氧化作用影响的添加剂，再加上分散得很细的外来颗粒杂质与水一起成为一种特殊的＂固体物＂，它们可能堵塞油滤／油线管道／润滑槽或者沉积在摩擦件表面影响散热等．给系统造成的故障也很难判断．五：其它油液的混入对系统的影响液压系统用油是一种性能要求全面和严格的油品，不允许用其它油品替代或混用．如果在正常运转的液压系统中，误加了其它油品，会使液压油的性能发生变化，造成系统故障．如液压加入其它油液（及再生油等）在它含有大量的清净分散剂，会使液压油的破乳化性明显变差，水不能从油中及时分离，不但会使油的润滑性下降，还会造成锈蚀．不同的液压油不能互换和混用．下面简单介绍一下更换不同油液的方法．将两种油以１：９／５；５和９：１的比例分别调配成混合样品，进行高／低温互容性试验．将上面调制的３个样品先在８０度下放置２４小时．再在室温下放置７２小时．然后在低温（倾点３度）下放置２４小时．在每一温度结束时观察样品的外观．如未出现分层／混浊和沉淀，则认为这两种液压油从外观上可以相容．液压油的故障与分析及排除液压系统油质对系统产生的故障案例分析例１：故障现象：液压油变黑．多次更换无法正常，系统伴有燥声．设备工作不正常．查问：可能错误的加入了乳化液．后被否认．检查液压油：发现油液中含有大量的炭游离子．排除：更换全部液压油管．及清洗液压系统．分析：由于系统中误加了乳化液便设备的油质产生发泡，造成了系统的含气量增加．（由其是乳化液含有清洗剂．）使系统产生了气穴，当气泡周围受到迅速的高压，使系统压力在气泡周围由Ｐ１上升到Ｐ２时．可以看作气泡受到绝热压缩，这时气泡绝对温度从Ｔ１上升到Ｔ２．因此，如果Ｐ２／Ｐ１＝５０．则Ｔ２／Ｔ１＝３．０６，气泡内的温度为５０0度．如此高的温度下油会发生局部燃烧，发光发热，产生游离的碳黑．这种碳游离子会造成设备调解系统及油路的堵塞，同时还会造成指行元件的润滑滞涩与卡死．例２：故障现象：液压系统无待命压力．油泵无流量．查问：油位太低油泵不工作．后更换全部液压油．检查液压系统未发现故障．检查液压油：发现液压油有异味．柴油味较重．随检查加油桶发现油桶上的标识是润滑油４５号商标．认定此油是三无油液（再生油）．排除：经和矿方多次协商要求更换该油液．矿方不认同，认为我司油泵质量问题．要求如果更换液压油后设备还无压力将要向我公司索赔．在无办法的情况下要求矿方对油质进行化验．经化验后检测油质杂质超标（因油液含量在此处无法检查），更换油液后对泵头阀进行了多次清洗．故障排除．分析：由于系统加入了再生油，油质中有多种油液及杂质．其中再造的油液中含有柴油，它含有清洗剂，将系统中的污染物清洗下来后又造成系统的二次污染，杂质在系统中流动，将泵头阀调解油孔堵塞，（因调解系统的最小节流孔为０.００７ｍｍ）使系统无法调解排量．造成了系统无压力．例３：故障现象：油泵起动后有待命压力，而无工作压力．十分钟压力才上升，该处的温度为２４度，不存在液压油凝固现象．查问：新设备安装首次加油．检查：液压油系统未发现故障．油泵无故障．排除：对设备进行进一步的检查后在未发现故障的情况下，检查油质，发现加油桶的标识是南宁产的６８号液压油，无抗磨型号的液压油．更换６８号抗磨油后经多次起动后一切正常．分析：在液压系统中，各运动部件之间总是要产生摩擦和磨损．特别是液压技术向高压／高速／高性能化发展中，为减小摩擦／磨损，对工作液体的润滑性和抗磨性提出了越来越高的要求．所以当系统中加入非抗磨性油液时，使油泵调解系统的阀芯滞涩，当油温升高后，由于元件热胀，使系统内泄增加，起到了润滑作用使系统工作正常．例４：故障现象：当油泵起动后，操纵先导手柄会出现误动作，方向和动作无法操纵．查问：以前未出现过该现象，检查：先导阀操纵正常．由于系统动作错误，但有动作说明五联阀没有滞涩．压力正常．排除：此现象可认定是液压系统的气塞现象．在五联阀先导管口，拆下一先导管，先导口喷出大量油气体后，系统工作正常分析：由于阀芯Ａ或Ｂ腔有大量气体，当油液注入Ａ或Ｂ腔时气体在液压油注入时产生压缩与彭胀造成阀芯的自由运动使操纵动作无法控制，造成失误．２.液压系统的常见故障液压系统的故障无非有两种判断，一是流量，二是压力．系统故障的出现，都于二者有密切关系，只要二者有一个发生变化，系统就会出现故障．所以检查液压系统必须从二者之间下手．一：泵站的常见故障与排除泵站的故障是被我们服务工程师们常忽略的地方．泵站主要有油箱／吸油过滤器／油泵／回油过滤器．油箱的主要功能是存储液压介质／散发油液热量／逸出空气／沉淀杂质／分离水分及安装元件等．１）油箱：它在日常维护中所要注意的是油箱的温度与油量．因为温度与油量能较为直接的反映出液压系统出现的问题，在日常的维护中油量的减少会将箱底部的杂质吸入系统，由于油量少，增加系统的循环使系统的温度升高．油量的突然减少说明系统可能存在泄漏，而温度的突然升高会正明系统内部可能存在着磨损与泄漏．２）吸油过滤器：吸过滤器的主要功能是过滤油液中的颗粒物质．为防止过滤网的堵塞，采用了网式过滤．在正常的检修中主要在注意过滤网的堵塞与漏气．因为过滤网的堵塞会造成油泵的吸空．吸空会造成气穴，而气穴是液压系统元件损坏的主要原因．同样漏气也会造成油泵的供给不足．及使油泵产生气塞．降低油泵的容积．增加系统的流量损耗．３）油泵：油泵的主要功能是将机械能转换为液压转递能．它的常见故障有不输油或输油量不足，压力不能升高或压力不足，异常发热，噪声过大，构件磨损等．油泵常见的故障：１.泵噪声由流量压力剧变造成脉动增大，气穴及机械振动，空气进入，油位太低，零件磨损及紧固松动等引起２.泵不排油或排油不足吸口管漏气，滤油器或油管堵塞，油面位置过低，油泵严重内泄，变量机构失灵，油泵内部损坏等．３.油泵压力不足或无力流量调解失灵，油泵斜盘及柱塞油缸卡涩．其它控制元件及执行元件泄漏，吸油不足及泄漏严重．４．泵温过高油液在使用中严重污染，管道流速过高，压力损失过大等．５．变量机构失灵变量机构阀芯卡死，变量机构阀芯与阀套间的磨损严重或遮盖量不够（一般大都是调解失误造成），变量机构控制油路堵塞，变量机构与斜盘间的连接部位严重磨损转动失灵．４）回油过滤器：回油过滤器主要由壳体，滤芯，旁路阀组成．它的主要功能是过滤工作介质中的杂质，提高系统寿命．在日常的维护中按时更换滤芯是减小设备故障率的最有效的办法．如滤芯堵塞会造成系统背压，指行元件的迟缓．系统的温度升高，如果旁路阀打开，会造成过滤失败，背压油高速流过旁路阀会使油温继续升高．及将以前过滤下的杂质冲进油箱．同时使液压油的空气含量增加造成气穴.例１：故障现象：客户反映设备马达及油缸无动作．查问：夜班设备工作正常，但将下班时设备工作有些无力．白班起动后设备马达及油缸都无动作，两天前加过油．检查：起动设备，油泵燥声很大，无待命压力，油管无脉动．排除：由于油泵燥声很大，对泵站进行了检查，在检查过程中发现油箱油位过低．由于设备在两天前加过油，可能是系统有泄漏现象，随对系统进行了检查，发现星轮马达漏油．因此马达是半轴内曲线，断定是螺栓松动，从新检查安装Ｏ圈紧固螺栓，加油．故障排除．分析：在液压系统的故障检查中油箱是反映系统是否漏油最直观的方法．由于油量一般在检查中常被忽略．所以在油泵燥声增大时要考滤到油量，因油位效低不但会造成系统压力故障．而且还会把系统沉淀的脏物吸起，造成油泵磨损，例２：故障现象：前油泵压力最大只有１３Mpa检查：发现油位太低，调整切断压力无效．调换ＬＳ压力反馈，后泵工作正常，而前泵还无压力．打开回油孔，无油喷出．用Ｍ口将前泵做成定量泵，压力只有１５Mpa认定前泵故障．排除：更换前泵．分析：由于系统长期油位过低，污染造成了油泵磨损，使油泵调解活塞中位卡涩．无法达到最大工作压力，做定量泵有两个作用，１，可以解决在无泵更换的情况下使设备不影响工作．２,在一般的情况下可以检查是变量调解阀的故障还是油泵本身故障．如做定量泵可达到最大工作压力很可能是调解阀的故障．反之大多是油泵本身的故障．例３：故障现象：系统温度高，油缸及马达燙手．系统大约可达８０度以上．查问：以前系统也较热．但最近操作司机发现回转油缸有些烤人．检查：油质表面看还清洁，各系统回油无内泄现象．油泵及五联阀柯工作正常．但液压指行元件运动效慢，但不影响工作．排除：经了解此设备以工作近两千小时，一直没有更换回油过滤器．更换全部回油过滤器，设备温度正常．分析：由于长期没有更换回油过滤器．造成滤芯的堵塞．使液压指行元件压力差降低,造成指行元件动作减慢.同时由于过滤网的堵塞使过滤器的旁路阀工作，造成了系统工作一段时间后温度迅速提高．过滤失败,也加快了系统磨损.3.换向阀和液压调整系统的常见故障液压阀是液压系统中用来控制液流的压力，流量和流动方向的控制元件，是影响液压系统性能．可靠性和经济性的重要元件．而我公司所使用的系统是多路阀控制，它的优点是将各种阀组组成了联阀机构，集换向阀．单向阀，安全阀，溢流阀．流量控制阀等为一体，同时采用了先导控制．使液压控制系统结构紧凑，管路简单，压力损失小．１.联阀和先导阀的主要故障基本上与工作介质有关，在日常的故障中油过脏阀芯被卡住现象比较常见．由于油脏也会破坏阀芯的润滑造成壳体与阀芯的磨损与内泄．常见故障是由于工作人员的维护经验不足，造成的二次污染及调整不当．由操纵人员的操纵失误造成的压力冲击都是联阀产生故障的主要原因．例１：故障现象；大泵有待命压力，而无工作压力查问：加油后系统出现了无压故障，换油后因未解决．更换了五联阀，工作２８小时后系统又没有了压力．问，动过调解系统没有．没有回答．（因系统没有流量与压力，故障的检查就相当困难，在队长走后有工友告之，队长调过恒功率．有时最高压力可达３１Mpa．检查：开车不动操作手柄，工作１０分钟以后，手摸联阀首联回油Ｔ口，发现回油管过热，认为安全阀工作造成了系统无压．排除：将联阀首联的阀拆洗，多次清洗安装后故障排除．分析：由于加油前油位太低，将油箱底部的沉淀物吸入系统．由于调整过恒功率，最高压力超过３１Mpa工作（安全阀工作为２７.５Mpa成了安全阀工作时，沉淀物将安全阀均压孔堵塞，使安全阀处于长开位置．例２：故障现象；系统操纵正常，但联阀换向阀Ｂ腔堵盖多次脱落．检查：测量先导压力为４Mpa而工作压力要求为２Mpa压力偏高．排除：更换五联阀首联．故障分析：从原理图上分析，联阀Ｂ腔的油路只有两方面供给．一是换向阀内泄，二是五联阀先导减压阀故障．故障点只能定在减压阀上和换向阀上．从控制系统回油检查上没有发现五联阀有内泄现象.所以故障点只能定先导减压阀上.在我们处理故障时就必须了解设备原理．根据原理图分析故障．２：指行元件常见的故障马达的常见故障：（１）排量不足执行机构动作迟缓：１；吸油管及滤油器堵塞或阻力太大２；油箱油面过低．３；泵体内没有充满油，有残存空气．４；柱塞与缸体或配油盘与缸体磨损．（２）压力不足或压力脉动较大．１；吸油口堵塞或通道较小．２；油温较高，油液黏度下降，泄漏增加．３；油缸与配油盘之间磨损，失去密封，泄漏增加，柱塞与缸体磨损（３）噪声较大．１；马达内有空气２；滤油器被堵塞．３；油液不干净（４）内部泄漏．１；缸体与配油盘间磨损．２；故障中心弹簧损坏，使缸体与配盘间失去密封性．３；柱塞与缸体磨损．（２）液压油缸常见故障１；升降油缸自动下降．液压锁调压低或泄漏．油缸内泄２；油缸推力不足．液压系统压力不足，柱塞与导套磨损后间隙增大，漏油严重．３；油缸产生爬行．缸内混入气体．活塞局部产生弯曲．密封圈压得过紧或过松．缸内锈蚀或拉毛．掘进机的常见故障(1)故障现象:设备左星轮转速较慢,压力只有12Mpa.多点煤就把星轮压住不能转运.处理方法:调整左星轮正转流量到正常值,因没有二次溢流阀,倒换管路使用反转油路来用正转.压力值达到16Mpa.恢复正常.分析故障:1).你是怎样测到的左星轮的压力.2)如没有溢流正常的压力为什么会下降到12Mpa.该故障是由于服务工程师没有找到二次溢流点造成的人为故障.(有的五阀的二次溢流点在先导阀块的左下方)(2)故障现象:设备小五联多路阀控制元件在操作过程中有背压现象(压力表指针规位较慢,有背压现象)服务人员下井检查小油泵内泄较大.(哈1-外)故障原因:此台设备所用的是哈威的多路阀,可能需要调整,或是回路管路不畅通.小油泵内泄较大.处理方法:更换油泵后,故障依然.更换五联阀及回油过滤器．设备正常分析故障:此故障没有报告从现象看是油质造成的故障,但从现象看压力表回零慢不是故障,,而是控制系统的内泄较大.造成了控制系统回油不畅，使阀芯回程慢．此故障1)可能是联阀内泄.2).回油过滤器堵塞造成的系统压力差降低.(此设备工作为1525小时截割时间)(3)故障现象:一运动作时,再动作大五联阀其它控制元件时,一运转速降低,转动很慢.如果升降油缸、回转油缸憋住,则会发现一运明显慢下来.故障原因:将泵头阀、多路阀首联进行清洗,调压,都没有排除.液压油干净.油温最高也不到五十度.处理方法:调一运多路阀,将流量调小,再动作其它元件,一运正常,使用2-3小时左右,又出现此故障.在拆卸先导口后有大量气体喷出后，设备正常．分析故障:此故障是控制系统典型的气塞故障.由于先导和联阀的回油量增加,造成了系统控制回油受阻,使回油腔压力增大,气体受压后膨涨，使阀芯回返,流量减小..考虑到设备只开车320小时.此故障可能由于液压油质量有问题造成了Ｂ腔的气塞．(4)故障现象:运行设备,前泵控制的元件中行走部压力最高只可以调节到13Mpa,后泵控制的执行元件压力只有4Mpa,无法通过调节升高压力升高或降低.故障原因:设备泵为力士乐双联泵(排量为145+95),现场拆下前后泵负载敏感阀时发现负载敏感阀上与泵连接的恒功率滑轮阀芯上没有阀头导致压力无法调解.处理方法:更换双联泵.（此泵为客户购买）故障分析:此故障为盲目拆卸引起的故障,在拆卸清洗敏感中，阀头丢失．检查故障必须从多方面入手.不要只发现压力故障就拆液压元件,要用故障树的方法来确定故障,处理方法:1.查看油箱流油位.涨紧与锚杆阀是否在中立位子, 2.检查油泵有无内泄. 3.查看联阀首联是否发热.4.检查Ls调解油量及调换油管.5.拆洗敏感压力阀.(5)故障现象:左行走无力,几乎无法前进,压力表显示10Mpa.左右.故障原因:检查右行系统压力正常,认定行走马达有内泄处理方法:检查相关油路,无泄漏点.因为右行走马达工作正常,与左行走马达供油管进行对换实验,右行走马达工作仍正常.更换左行走马达.工作正常．分析故障:此故障是左行走马达内泄造成．检查方法是使用了液压常用的替换检查法.尤其在双回路系统中常见.其它指行元件在日常的工作中也可采用此种方法.(6)故障现象:左侧星轮马达正转压力8Mpa,反转压力17Mpa,故障原因:请研究院帮助分析故障原因.处理方法:将左侧马达的正反转进油口调换后正转压力正常.故障分析:此故障是由于二次溢流设置较低造成的,由于二次溢流卸压,造成了阀腔压力降低.因现在有一些联阀二次溢流改在先导油管下方,造成了我们工程师的失误.(7)故障现象:当截割头右摆时会停滞十几秒才会动作.故障原因:回转平衡阀故障.处理方法:回转的平衡阀阀芯对调后,左摆时出现停滞现象,后将阀芯进行清洗,故障仍然存在.更换平衡阀后正常．故障分析:此故障的原因1)可能是平衡阀压力调整太高,造成了平衡阀在打开时压力过大.所造成的涩滞.2)平衡阀卡死或损坏.3)由于油质较差,使平衡阀控制油路K口管路堵塞,控制油反映较慢.(8)故障现象:(EBZ-160C)两个星轮压力为(18Mpa)带不上货.货稍微多一点左星轮就转不动.(质保:右左侧星轮马达压力18Mpa.,马达未拆检,)故障原因:可能星轮于静板干涉．处理方法:对换左右星轮油管无法解决.检查空载压力较高为１２Ｍｐａ．手动星轮困难．更换星轮总成．设备正常．故障分析:由于矿质较硬，而煤块较大，在载割过程中大煤块落下后砸在星轮上，在向下载割中电机又将煤块压在星轮上造成星轮的内部损坏．(9)故障现象:1、右行走油管中间爆裂; 2、大泵压力表损坏,液压油窜入.故障原因:待分析.处理方法:更换压力表,等待公司发货或下配件单.故障分析:一般情况下这个故障是正常的机械损伤．如果在系统压力过高的情况下，可定为人为故障.此故障可能是联阀首阀上的安全阀卡死.造成系统的最大压力过高,已超过压力表压力极限位置.这表明有人动过敏感阀上的恒功率阀,造成了系统流量和压力过高．(10)故障现象:主泵压力混乱,操作任意一个主泵控制部分时左右行走压力为１４Mpa.截割升降、回转压力为13Mpa.一运压力为12Mpa.调压无效.当同时扳动两个行走手柄时压力为28Mpa.故障原因:一运先导手柄损坏.处理方法:将主副油泵LS阀对换后,主泵压力恢复正常,但一小时后以恢复原来状况,将多路阀更换后正常5小时后以恢复原样,后将一运先导阀更换后,恢复正常.故障分析:此故障是典型的先导阀气塞现象.先导阀内存在气体,由于气体的可压缩性,使液压产生压力波动,造成了系统的误动作.此故障可在设备开车时松动先导管接头,活动先导手柄放气,来排出此故障.(11)故障现象:液压系统大泵上的控制压力偏低,只能达到11Mpa.,但开起行走时,再开其它动作又能正常.故障原因:具体故障原因待查.处理方法:目前客户为赶工期,暂时要求我们不细查,所以未做更多检查和处理.故障分析:从故障报告上看因是行走换向阀第二阀片上的梭阀卡涩所造成的故障.由于梭阀本身是截取系统最大压力,对LS供压.当梭阀卡在中间偏内位置时候,会阻碍升降等向LS供油,起到节流作用.使LS供油量降低,变量调解压力下降.当行走起动后梭阀在压力的作用下推向外侧由行走向调解控制阀供油.这时液压系统又能正。