液压维修第19章--凿岩机液压故障的诊断与排除.doc

第19章 凿岩机液压故障的诊断与排除19.1 COPl038HD型凿岩机液压系统故障的诊断与排除故障现象某单位在修建汕头液化气地下储气工程中，1台配有COP1038HD型凿岩机的Hl69型二臂液压凿岩台车，在换件修理后试机时，出现以下故障而无法工作：(1)开机半小时后油温便超过了90，冲击压力从22MPa降到l4MPa；(2)左臂凿岩机回转马达只有正转而不能反转；(3)左臂A8V-58柱塞变量泵声音异常。在分析故障原因之前，有必要了解COPl038HD型凿岩机液压系统的工作原理和特点。COPl038HD型凿岩机的液压系统主要由A8V-58双联柱塞泵、主控气阀和COPl038HD凿岩机组成(见图191)，其中，A8V-58双联柱塞泵为变量泵，其中1联为回转手动变量泵，作用是为凿岩机回转作业提供足够的压力油，另1联为冲击工作恒压自动变量泵，为凿岩机的冲击、推进提供压力油，其流量随负载的变化而变化。故障诊断与排除油温过热，温升快，降压幅度大，是液压系统安全运行的大敌，它会导致油质迅速恶化，使液压元件受损。造成上述故障的原因有：(1)冷却系统失效；(2)油箱油量不足或滤芯堵塞；(3)高压泄油或油路不通；(4)液压泵流量不足；(5)液压泵内部运动件磨损。图191 COPl038HD型凿岩机液压系统工作原理对此故障的处理采用先易后难的办法，分析处理过程为：(1)在排除原因(1)、(2)后，对液压泵的液压进行测试，方法是：将液压测试仪连接在液压泵的出口和滤芯之间，起动电动机，当油温达到40时，分别测试两个臂的回转和冲击液压泵的流量、压力；测得结果如表191所示。根据实测数据及其分析结果，拆检液压泵的变量机构，结果发现冲击液压泵调整螺杆已顶死阀芯，当负载变化时，阀芯因螺杆顶死而无法滑动，导致液压泵配油盘无法随负载的变化而摆动，对此，维修人员将液压泵调整螺杆往外拧松35mm，将左臂的回转液压泵调整螺杆往外拧松15mm。表 191项目压力pMPa流量q(Lmin)结 论空载时负载时空载时负载时左臂冲击液压泵22211414恒压变量机构失效或卡滞回转液压泵109接近零55手动变量机构失效或卡滞右臂冲击液压泵22211818恒压变量机构失效或卡滞回转液压泵1096065正常(2)开机单臂分别检测其流量和压力，结果右臂的A8V-58泵一切正常，开机运行半小时后，温升和压降均在正常范围内，左臂A8V-58泵的冲击液压泵的流量和压力也正常，但回转液压泵的症状依旧，为了判断左臂A8V-58泵是否损坏，维修人员采用对换法将该泵的冲击和回转液压泵的出油管连接到右臂上，再开机试验，结果一切正常，负载运行半小时，压力、流量、温升均符合要求，这表明左臂A8V-58液压泵的性能正常。(3)根据上述情况，维修人员认为高压泄油或油路不畅是左管凿岩液压系统的温升快、降压快、噪声大的主要原因。据此采取了针对性措施，保证油路畅通，使左臂故障得以排除。故障(2)、(3)诊断与排除根据图191分析凿岩机回转油路，得到故障(2)、(3)的产生原因有：(1)回转马达损坏；(2)气路投向阀阀芯发卡；(3)主阀阀芯发卡；(4)连接油路错误。处理的过程是：(1)采用对换法开机试验，即可发现是否由原因(1)、(2)造成故障，结果表明不是；(2)由于主阀体积大，油管多而杂，所以不要马上解体，而应将该阀两端的气管互换，然后开机试验，发现回转马达有反转而无正转 (与前述相反)，则可判定故障不是由原因(3)引起；(3)经仔细检查主阀油管的连接情况，并翻阅有关技术资料，最后发现回转主阀的l根油管接错了回转液压泵的出油管(即回转主阀进油管)接在该阀的出油口上(见图192)，这样，当主阀处于中位时，油路被切断，泵的流量几乎接近0，并会产生高压泄油及噪声，而当主阀处于反转位时，压力油却回到了油箱，回转马达因此而不能反转。对策是纠正油路。纠正油路后开机试验，故障(2)、(3)都排除了。目前该机使用状况良好。1.回转阀；2.回转马达图192通过这次故障排除，维修人员体会到：机械修理后必须认真检查和给予足够的试运转；对液压系统的故障处理，首先，应在吃透液压系统的工作原理后进行，切不可盲目对液压部件大拆大卸，其次，灵活地采用对换法、压力流量测试法进行检测，准确判断故障产生的原因，再决定措施，只有这样才能收到事半功倍的效果。19.2 液压凿岩机液压系统故障的诊断与排除液压凿岩机液压系统运行的好坏，直接影响着设备的稳定性和整机的可靠性。一旦液压系统出现故障，正确进行判断和排除，是确保设备工作效率的重要一环。在液压系统中，液压机构和油液都封闭在壳体和管道内，其内部零件的动作情况和管道内油液的流动状况是看不见的。当故障发生后，不能像机械传动那样直接观察到，而需要通过检测液压系统的各种性能参数，才能作出正确的判断，这又不像电气传动那样测量方便，所以确定故障原因是比较费时间的。现根据维修人员的实践，介绍国产液压凿岩机液压系统一般故障的诊断与排除方法。一台典型的全液压凿岩机，一般至少需要四组独立的液压回路；凿岩冲击、凿岩回转，凿岩推进和主臂控制，每组回路有一个或多个控制杆和一套液压阀系统，用电动机驱动柱塞系或齿轮系，将压力油送至各回路。实践证明，对全液压凿岩机液压系统故障的分析判断及其处理，关键是取决于维修操作人员的实践经验及理论基础知识，而不同型号的液压凿岩机，情况各有不同。所以操作维修人员除了需要学习液压传动和液压控制的基础知识外，还应熟悉和掌握所使用设备的液压系统基本回路，了解其工作原理，了解每个元件的构造及主要作用，这对正确分析和检修液压系统是很重要的。当故障发生后，如何进行检修呢?首先必需进行仔细的实际观察，彻底弄清故障的现象，再对液压系统进行全面的分析，逐步缩小范围，直到准确地判断出故障的部位和原因，然后拟定好排除故障的方法。应当注意的是，在检查分析故障时，不可随便乱拆、乱动、乱调，更不可用挫刀随便锉零件，否则会把故障搞得不可收拾；同时，还要注意系统的严密性，在修理时应尽量通过调整来使故障得以排除，只有在万不得已的情况下才大拆大卸。总的来说；对液压系统的修理可以总结为这样几句话：在“观察”二字上打基础；在“分析”二字上花时间；在“严密”二字上下功夫，在“调整”二字上找出路。故障现象l压力不高或完全无压力：压力是液压系统的主要工作参数，它直接反映液压系统的工作状态，在液压凿岩机作业过程中，当出现系统压力不高或者没有压力时，凿岩机立刻就会显得钻孔无力、钻速减慢或停止钻孔；液压缸的动作也同样变得无力，或者不能动作。故障诊断与排除其原因及排除方法见表l92。故障现象2流量太小或没有流量。故障诊断与排除流量也是液压系统的重要参数，液压系统的工作油液具有一定的流量是执行机器(液压凿岩机、液压缸等)实现设计要求的运动速度或运动精度的保证。如果系统产生故障，流量达不到要求值，便会使液压凿岩机的冲击力、液压缸的输出力减少，动作无力，出现速度缓慢(流量不足)、无速度输出(流量为零)等现象。其故障诊断及排除方法见表l93。表192 压力不高或没有压力的故障原因及排除 故障部位故障诊断故障排除液压泵 1相对运动面磨损，间隙过大，泄漏严重 2零件损坏 3泵体本身质量不好(泵体有砂眼)，引起内部串油 4进油吸气，排油泄漏 1更换磨损件 2更换 3更换 4拧紧接合处，保证密封，问题仍未解决，可更换密封圈或有关零件溢流阀 1阀在开口位置被卡住，无法建立压力 2阻尼孔堵塞 3阀中钢球与阀座密封不严 4弹簧变形或折断 1修研，使阀在阀体内移动灵活 2清洗阻尼孔道 3更换钢球或研配阀座 4更换弹簧油缸 因间隙过大或密封圈损坏，使高低压互通 修配活塞，更换密封圈，如果磨损严重并拉毛起刺时，可进行修理甚至更换管道 泄漏 拧紧各接合处，排除泄漏压力表 失灵、损坏，不能反映系统中的实际压力 更换压力表表193 流量不足或没有流量的故障原因及排除故障部位故障诊断故障排除液压泵 1旋转方向不对(电气接线有误) 2内部零件磨损严重或损坏 3泵轴不转动(轴上忘记装键，联轴器打滑) 4联轴器(零件磨损)松动 5油泵吸空 (1)吸油管或吸油滤网堵塞 (2)吸油管密封不好 (3)油箱内油面过低 6油的黏度不符合要求 1改正接线 2修理内部零件或更换 3重新安装键 4更换磨损件 5相应采取如下措施 (1)清除堵塞 (2)检查管道连接部分，更换密封衬垫 (3)加油至吸入油管完全浸没在油中 6更换黏度适当的油液压阀 1溢流阀调压不当(太高会使泵闷油；太低会造成流量不足) 2换向阀开不足或卡滞 1按要求调整正确 2检修换向阀油管 压力油管炸裂，漏油 更换执行机器 1装配不良，内泄漏大 2密封破坏，造成内泄漏大 1重新调整 2更换密封件故障现象3油温过高。液压系统温升是反映系统全面工作状态的一个综合信息，油温过高，可使油液粘度下降，导致执行机构运动副的油膜破坏，泄漏与磨损增加，液压泵及整个系统效率下降。油液氧化加剧，寿命降低等。故障诊断与排除(见表l94)表194 油温过高的故障原因及排除故障部位故障诊断故障排除液压泵 泵零件磨损严重，运动副间油膜破坏，内泄漏过大，造成容积损失而发热 更换磨损件液压阀 溢流阀、卸荷阀调压过高 正确调定所需值执行机器 滑阀与阀体、活塞杆与油封配合过紧，使相对运动零件间的机械摩擦生热 修复时注意提高各相对运动零件问的加工精度 (如滑阀)和各液压件的装配精度(如油缸)等油管 油管过细，油道太长，弯曲太多，造成压力损失而发热 将油管，特别是总回油管适当加粗，保证回油通畅，尽量减少弯曲，缩短管道油箱 容积小，储量不足，散热差 加大容积，改善散热条件油冷却器 冷却面积不够 加大冷却面积，提高冷却效果噪声和振动噪声和振动的出现，往往使液压系统不能正常地工作，甚至会导致运动部件的爬行等现象，其故障原因及排除方法见表l95。表l95 噪声和振动的故障原因及排除故障部位故障诊断故障排除液压泵 1泵的质量不好，制造精度低引起压力与流量脉动大，或者轴承精度差，运动部件拖壳发生机械响声 2泵轴密封不好，进入空气 3油泵与电动机联轴器不同心或松动 1更换泵 2更换密封 3重新安装，使联轴器同轴度在0.1mm内空气进入液压系统 1吸油管道密封不严，引起空气吸入 2油箱中的油液不足 3吸油管进入油箱中的油面太少 4回油管口在油箱的油面以上，使回油飞溅，造成大量泡沫 1拧紧接合处螺帽，保证密封良好 2加油至油标线上 3将吸油管浸入油面以下至足够深度 4将回油管浸入油面以下至一定深度溢流阀 作用失灵，引起系统压力波动和噪声，其原因： 1阀座损坏 2油中杂质较多，将阻尼孔堵塞 3阀与阀体孔配合间隙过大 4弹簧疲劳损坏，使阀芯移动不灵活 5因拉毛或脏物等使阀芯在阀体孔内移动不灵活 相应采取如下措施 1修复或更换阀座 2疏通阻尼孔 3研磨阀孔，更换新阀，重配间隙 4更换弹簧 5去毛刺，清除阀体内脏物，使阀芯移动灵活无阻滞现象管道布置 油管较长又未加管夹固定，当油流通过时，容易引起管子抖动较长的油管应彼此分开，适当增设支承管夹维修注意事项：(1)当液压系统发生故障时，禁止在工作的条件下进行检查和调整。(2)高压系统内，即使是发生微小或局部的喷泄现象，也应停工修理，不能直接用手去堵塞。(3)液压系统对污物非常敏感，因而使系统保持清洁是保证全液压凿岩机正常作业的基本条件，所以必须经常冲洗设备，保持干净。(4)管路接头与液压元件的接口拆卸后，必须用丝堵塞紧。(5)液压系统重新使用，应先进行油的循环。(6)油箱中新加入液压油时，不应直接倒人，而应通过油滤清器，且不允许两种不同牌号的油混合使用。19.3 ATLAS液压凿岩台车液压控制阀故障的诊断与排除故障现象与诊断1.溢流阀溢流阀的异常现象和磨损情况，可根据液压油漏泄量、噪声、压力不稳定状态和温度等情况进行判定。(1)噪声可通过耳听、用简易听诊器或噪声计能手段来检查溢流阀的声音正常与否，凿岩台车溢流阀噪声的正常标准见表l96。表 l96阀件名称压力为额定压力80时的漏泄量(rnLmin)流速声响(dB)低冲击溢流阀5007580全冲击伺服阀3007075冲击最大压力安全阀5007580回转安全阀5007580造成溢流阀的机械噪声超过正常值较多的原因，可能有以下几条：滑阀与阀孔配合过紧或过松；弹簧刚度不够；调压螺母松动；先导溢流阀的阀芯磨损，远程控制腔进气，回油管路振动或背压过大等，此时会有尖叫声。(2)压力波动液压泵流量不匀或系统中有空气进入都会造成溢流阀压力波动，这可用压力表或液压检测仪来检测。凿岩台车溢流阀压力波动的正常值见表l97。表 l97阀件名称允许指针摆动偏差mm压力变化MPa阀件名称允许指针摆动偏差mm压力变化MPa低冲击溢流阀±1.0<0.3冲击最大压力安全阀±2.0<0.5全冲击伺服阀±2.0<0.5回转安全阀±1.0<0.3溢流阀本身引起压力波动的主要原因有：阀芯弹簧刚度不够，弹簧弯曲变形；油液污染严重，阻尼孔堵塞；锥阀或钢球与阀座配合不良；滑阀表面拉伤、卡住，滑阀与孔配合过紧。(3)温度阀的壳体温度一般比室温度高30左右，如果比室温度高出40以上，则可能是阀芯卡住或阀体内泄太大。(4)漏泄量根据溢流阀动作之前流向油箱的流量(即漏泄量)可判断阀件的磨损和划伤情况。检测漏泄量可使用液压测试仪，方法是：在空载时记录下溢流阀出口流量，然后加载至额定压力的80，记下出口流量，两个流量之差即为漏泄量。漏泄量的标准见表l96。漏泄量超过标准，说明阀内有磨损，需要检查阀芯和阀座。2.换向阀换向阀的故障主要根据其动作速度、内泄漏和冲击噪声来进行判断。(1)动作速度可根据换向时间进行评估，表l98为凿岩台车的几种换向阀正常换向时间的参考标准。如果换向时间超过此标准太多，则说明换向阀有故障。表 l98阀件名称内部漏泄量(mLmin)换向时间阀件名称内部漏泄量(rnLmin)换向时间冲击换向阀1002000.130.16防卡钎换向阀1002000 130.16推进换向阀100一2000.130.16臂定位换向阀l002500.130.16回转换向阀100,2000.130.16(2)内泄量检测方法同溢流阀，表l98列出的正常状态时内泄量参数，是在接近额定负载压力状态下的参数。如果实测参数超过表列参数，则需将换向阀解体检修。(3)如果换向阀的换向冲击噪声较大，则换向阀可能有滑阀发卡、局部摩擦力过大、单向节流阀阀芯与孔配合间隙过大、单向阀弹簧漏装、电磁铁的铁芯接触面不平和固定电磁铁的螺栓松动等故障。3.减压阀减压阀的故障可通过检测压力波动和内泄量来诊断，检测压力波动的方法是：将液压测试仪按旁通法安装在减压阀的出口，当加载到额定负载时，如果压力表指针摆动较大，则说明减压阀压力波动大。此时减压阀可能存在下列故障：(1)滑阀移动不灵或卡住；(2)阻尼孔堵塞；(3)弹簧太软或弯曲、被卡住；(4)锥阀安装不正确，钢球与阀座配备不良。检测减压阀内泄量的方法同溢流阀，其正常内泄量可参考表l99。表 l99阀件名称内泄量，(mLmin)防卡钎调压阀680720臂定位调压阀800l0004.流量阀压力补偿式流量调节阀的寿命可根据其排泄量和解体时的表面状态来判定。BHu38P控制系统的流量调节阀正常状态的排泄量为50100mLmin，如果实测排泄量大于正常量较多，则说明流量阀的内外泄较大，流量损失大。此时需要检查阀芯与阀体间的配合间隙、有关连接部位的密封情况。故障排除1.溢流阀(1)阀体磨损可采用珩磨或研磨进行修复，确保孔的不圆度和锥度不超过0.005mm，配合间隙控制在0.0150.02mm。如要另加工新滑阀，其表面粗糙度要求为0.40.2，硬度为54HRC。(2)弹簧若发生永久变形或弯曲，更换。(3)装配及调压试验则需要：仔细清洗各个零件，特别是各孔和油道。弹簧两端应磨平，使两端面与中心线垂直。滑阀在阀孔内全行程移动应灵活无阻。装配后应按以下程序进行测试：将溢流阀装到液压系统上，将液压测试仪装在溢流阀的出口处，然后起动电动机以额定转速空转，再调整测试仪的加载阀，直到压力表读数达到溢流阀的调定值为止，再调整溢流阀的最大工作压力，使之与调定值接近或相等。上述调整完成后再重新测试一遍。要注意，旋转溢流阀调节螺钉时压力应均匀变化，不得有突跳和振动。在最大工作压力时，不允许接合处有渗漏。溢流阀的压力指针摆值要小于表l97所列数值。溢流阀达到规定压力后应开启灵活准确。2.方向控制阀实测内泄量超过表l98所列正常值时，需要解体检修。阀组拆卸后，如果滑阀外圆、阀体磨损，或配合间隙越限，则需磨孔和修复滑阀。(1)用研磨棒研磨，磨料用M10氧化铝。(2)研磨所用的润滑冷却剂为98左右的煤油和12的油酸混合剂，或粗研时用煤油掺入少量10号机油、精研时用汽油或汽、煤油混合液。(3)研磨时，研磨棒在孔内作直线往复运动，同时棒本身要转动。(4)研磨过程中要不时用千分尺检查阀孔尺寸，使其圆度小于0.003mm，锥度小于0.005mm，粗糙度在0.2左右。(5)孔研磨好后，制作新滑阀，要求阀与孔的间隙为0.150.20mm。(6)新制的滑阀要留有足够的富余量，以适应淬火时的变形和加工时的磨削。滑阀淬火后要进行时效处理，以减小其变形。(7)滑阀磨损也可采用电刷镀法修复。(8)控制阀导杆与阀杆螺纹接合处在装配时用环氧树脂粘牢，拆卸时，必须在200以上的热油中煮，使粘结剂溶化。(9)阀组检修装配好后，要作检测试验，要达到在额定压力下开启灵活和各处无泄漏。3.单向阀单向阀泄漏可用研磨膏研磨修复。4.其它液压阀可参照上述诸法修复。19.4 凿岩机液压泵供油不足故障的诊断与排除故障现象液压凿岩机属液压冲击设备，若供油量不足，将直接影响凿岩机冲击频率和冲击功率的发挥。为使液压凿岩机能充分发挥其效能，就要求液压泵必须达到规定的排量。因为柱塞泵具有容积效率较高、工作压力高且流量可调等特点，所以液压凿岩机上一般选用柱塞泵。液压凿岩机在工作过程中常常出现冲击频率下降或油压偏低的现象，一般是由于柱塞泵出现下列故障所致。1.空气侵入柱塞泵工作腔引起排量减小故障诊断液压凿岩机的作业环境比较恶劣，在此环境下很容易出现柱塞泵的吸油口处密封不严或吸油管破裂等现象，从而使泵吸进了空气。柱塞泵在工作中，如果柱塞工作腔内的油进了空气，那么当柱塞处于压油口位置时，柱塞将对腔内的空气和油液增压。当柱塞运动到缸体孔底部时，其底部总会存有部分剩余容积，即有部分增压的油液滞留于腔内剩余容积中。当柱塞继续运行到吸油口位置时，随着腔内容积的增大，内部油液压力降低，滞留在剩余容积中的空气随之膨胀，这样工作腔中的部分容积将被这部分空气所占据，使得柱塞泵的实际吸油量减少。当进入油液中的空气达到一定量时，将会造成系统供油不足甚至出现不供油情况。再者，如果液压油不能及时流入吸油口，泵吸油口将会产生气穴，从而引起柱塞密封过早损坏以及柱塞缸壁气蚀等故障现象。为此，必须采取相应措施来减少或杜绝空气进入液压系统。故障排除(1)确保所有进口管路的连接处无泄漏。为保证其密封良好，应拧紧所有管接头；对于柱塞泵，必须具有较严密的密封装置。(2)避免吸油软管吸扁和破裂。应尽可能控制吸油口液体的流速(对于吸油软管，其液流速度一般不应超过35ms)，防止吸油管路各点压力低于大气压而形成真空，造成橡胶软管吸扁、漏气和侵入空气。(3)控制油箱油面高度。一般情况下油箱的最低油面与吸油口的垂直距离应小于0.5m；若系统许可，油箱内油面的高度应高于泵的吸油口，并且使液压系统回油管的末端经常处于油面以下，这样可避免产生气泡。(4)定期检查和清洗吸油滤清器，防止吸油滤清器堵塞，否则给空气的进入创造了条件，可导致液压泵吸空。(5)如果油箱中存有大量气泡，应及时排除。若油液中存有相当量的空气时，可将柱塞泵出口处管接头拧松，以排出泵内空气。2.柱塞泵本身的技术状态恶化、吸油管结构不合理或油液质量差，从而引起柱塞泵供油不足。故障诊断(1)吸油管内液流阻力较大。诸如吸油管长度较长、直径较小、转弯处太多、转弯角度太小等等，均会引起吸油阻力增大，从而造成泵的流量下降、供油不足或压力上不去等现象。(2)泵内泄漏引起泵的供油量降低。随着泵使用时间的延长(如使用时间达到5000h时)，泵的容积效率将会明显下降，从而引起供油量减少。这主要是由于泵内零件各摩擦副间的密封性能下降，当摩擦副间的配合间隙超过0.05mm时，将会引起内泄漏增大。另外，凿岩机长期处于环境较恶劣的情况下工作，灰尘、沙粒等不时侵入油液中，当液压油的污染程度达到NASl0级以上时，就必须更换油液。因为在此情况下很容易造成柱塞杆与缸孔、柱塞杆球头与滑靴球窝、配流盘与缸体配流面、滑靴与斜盘等处配合面上的油膜被破坏，使金属间产生直接接触磨损，因而在其配合面处出现划痕、烧蚀和脱落等现象，这样不但使内泄漏增加，甚至还可造成泵的报废。故障排除(1)优化吸油管结构。应尽量缩短吸油管长度，油管直径不应太小，并避免严重弯曲。一般吸油管直径应大于排油管直径，吸油过滤器的通油能力必须要大于泵的最大流量。(2)严格控制油液的污染，保证液压系统油液清洁。可采用封闭式油箱，并在油箱入口处安装具有一定精度的空气过滤；新泵及管路在使用前必须进行严格清洗；油液在使用前必须经过过滤；采取一些措施，保证油液的初始清洁度，以保证初始油液符合系统和元件的要求。(3)作业时，油温控制在50左右比较理想，一般情况应限制在80以下。因为出现油温连续升高的现象，除环境温度高及系统压力损失大造成的之外，对泵来说，主要是由于泄漏量增大引起的，泵的容积效率下降，势必造成排油量不足。(4)采取措施保证油液清洁。应注意如下几方面：油箱内钢板表面应经过喷丸处理或钢刷除锈；加工液压元件时，应清除飞边及毛刺等；管道内如采用酸洗时，应进行中和处理并冲洗干净；保证油料的清洁，加入油箱的油液要进行沉淀处理。(5)所选用油的黏度应适宜。如果油液黏度太大，则管道中的流动阻力增大，使泵吸油困难；黏度过小，又会使泄漏增加、润滑性能变差、运动部件的磨损增加等。(6)视柱塞泵的损坏情况，采用正确的工艺进行修复。19.5 液压凿岩机活塞爬行故障的诊断与排除故障现象液压凿岩机爬行是指该机活塞在冲击机构衬套(也叫缸套)内作往复快速运动时，由于某种原因产生低速或断续的运动叫爬行。有时在一定条件下甚至会出现运动停止现象，即所谓“卡死”也叫拉缸，液压凿岩机活塞爬行或拉缸，则说明该机已出现故障，不能工作，必须停机检修，这是影响作业不稳定的主要因素，应引起足够的重视。故障诊断爬行现象的出现，主要由于活塞与衬套两个相对运动零件的表面发生直接压触，破坏了金属表面组织，这些破坏的金属表面组织迅速冷却形成咬合材料，这些咬合材料要比原先两种材料的硬度大得多，然后继续运动造成积累作用，咬合面积增大，迫使运动时断时续，最后停止。其咬合原因：1.液压卡紧力造成液压卡紧力就是在活塞表面上不平衡的压力使活塞在衬套内壁上难以移动，这时活塞与衬套之间的油膜被破坏，出现金属接触状态造成咬合。2.活塞偏击钎尾造成凿岩机主要由冲击机构和转钎机构两大部分组成，当活塞与转钎机构的钎尾之间的冲击面发生偏斜现象时，活塞在冲击过程中就会施加给衬套一侧向力，如果这个侧向力大于油液动压支承能力，活塞与衬套之间的油膜将会被破坏产生金属接触形成咬合。3.杂物随油液带入配合表面造成当液压系统中油液混入某种硬质颗粒时，随油液带入活塞与衬套之间实施挤压而破坏金属表面组织形成咬合。4.加工精度低及运动付间隙选择不当造成活塞与衬套的加工精度低及其配合间隙过小，实践中发现都会造成咬合现象。5.活塞及衬套硬度低造成由于活塞冲击能量大，频率高，速度快，如果活塞热处理表面及心部硬度低，达不到设计要求，在冲击过程中径向易涨大而造成咬合。同样衬套硬度低的话，也易形成拉缸现象。6.油液中混入空气液压系统油液中混入空气时，则油的有效体积弹性系数大大降低，从而使系统油液“刚度”减少，实践中发现，这种咬合现象不很严重，出现继续运动，观察实物也只有拉毛现象。故障排除1.减少液压卡紧力其措施是：(1)在配合表面加工几道承荷槽，实践表明，开一道槽能使液压卡紧力减少30，开三道槽可减少60左右。(2)活塞腔进油部位必须注意，在进油口应消除由高压油流而引起的对活塞的径向不平衡力，也就是要避免高压油直接从一个方向射向活塞圆柱面，至使活塞压向一边紧贴衬套而造成“卡死”现象，因此必须创造使活塞进油腔对称进油的条件，具体方法是使高压油经过衬套上对称的油孔进入活塞腔，如图193为这种对称进油结构示意图，也应注意不要使油路过于曲折，以影响机器效率，并容易引起发热。1.机壳；2.衬套；3.活塞图193 对称进油示意图(3)将活塞与衬套运动副的配合间隙加工成倒锥形，使之产生楔形动压支承，增加抗外界干扰的能力，三者共同使用，液压卡紧力引起的咬合即可得到较好的排除。2.减少活塞对钎尾的偏击凿岩机冲击机构活塞对钎尾的偏击现象是难以避免的，这与活塞、衬套的加工精度以及钻凿时钎杆受力状况的复杂性有关，只是偏击程度不同而已，这个问题可用增大活塞的振动固定频率来减少对钎尾的偏击给予解决，而活塞振动固定频率与其活塞本身截面惯性矩有关，增加活塞截面惯性矩就可增加活塞的固有频率，当实心圆截面积和环形截面积相等的时候，环形截面的截面惯性矩要比实心圆截面的惯性矩大得多、而活塞的重量又受其冲击功限制不能随便增加的情况下，所以必须把活塞加工为空心形式，这样因偏击造成的拉缸问题可以得到较好的解决。3.加强液压系统油液的过滤，减少杂物混入油液为了保持液压系统中油液的清洁，避免零件磨损、划伤及卡死，必须设置油滤清器，我们在油箱中设粗油滤清器，在系统中设压油过滤器及回油过滤器，这样不仅能较好地控制杂物随油液进入冲击机构造成拉缸，而且可延长液压泵等的使用寿命。4.提高活塞、衬套的加工精度，选择合理的配合间隙为保证活塞的正常起动，活塞及衬套零件的加工精度，形状公差和位置公差都必须要求较高，活塞与衬套的配合间隙也要求严格，具体要求主要取决于活塞的直径，在此不详细叙述。5.提高活塞及衬套硬度由于活塞与衬套作相对的高速运动，且承受冲击的应力，为确保它的正常工作及较高的寿命，必须具有足够的强度和表面硬度，所以对活塞及衬套材料的选样和加工工艺(包括热处理)是很重要的一环，根据不同的材料，制定不同的加工工艺及热处理方法。使活塞表面硬度达到6063HRC，心部硬度4045HRC为宜，衬套内表面硬度略高于活塞。6.消除空气进入液压系统为防止空气进入液压系统，需做以下几方面的工作：(1) 液压泵及液压元件各处的密封要良好。(2)油滤清器的网孔如被脏物阻塞，将更换滤芯。(3)进油管的直径要够大，吸油管口在油箱中的高度要合适。(4)管道接头的密封如果损坏或管道有裂纹应及时更换。19.6 液压凿岩机液压泵“气塞”故障的诊断与排除国内液压凿岩机的液压泵一般都选用柱塞泵，因为柱塞泵的柱塞和柱塞孔加工容易保证配合精度，密封性好，防漏性能好，因而这种泵的容积效率高，而且具有流量可调，工作压力高等特点，所以在液压凿岩机的液压系统及其他高压系统中，获得了广泛的应用。故障现象柱塞泵工作时，如果其内腔被空气侵入，本来应该由油液充满的空间被空气所占据，便 会产生吸不进油、排不出油和打不上压力的现象，称作液压泵“气塞”。液压泵“气塞”会使系统产生低速爬行、噪声、振动、局部过热等现象，破坏液压系统的工作，而且还会使液压泵严重磨损，因此应采取积极预防措施并及时排除气塞故障才能保证液压凿岩机稳定作业。故障诊断柱塞泵气塞的原因主要是：(1)液压泵柱塞的工作腔内有剩余容积，即柱塞充油完毕后工作腔内排不出去的那部分油所占领的容积。(2)柱塞泵吸油口的液压油中侵入了大量的空气或发生了严重的气体分离。柱塞泵在工作过程中，若进入柱塞的油液中含有空气，则柱塞转到排油口时，柱塞将一部分空气和油液增压，挤入系统，另一部分经过增压的空气和油液则保存在剩余容积内。当柱塞再次转到进油口吸油时，剩余容积内的空气便会膨胀，占据一部分工作腔容积，使柱塞的实际吸油量减少，泵供油量相应减少。油液中混入的空气越多，液压泵出口油压越高，则空气膨胀后占据的柱塞工作腔容积越大，泵供油量越小。当空气含量达到一定量时，空气膨胀后会占领整个工作腔容积，使泵工作时只是一团空气在柱塞内反复作压缩和膨胀，而不能吸油和排油，系统压力不能再上升，产生气塞现象。故障预防由上述产生气塞原因可知，要防止液压泵气塞必须从防止空气进入系统人手，其措施如下：(1)使用中必须特别注意油箱中油面的位置，油位是否在允许的高度之内，使液压泵的吸油管口及回油管的末端经常处于油面之下。(2)注意保持液压泵吸油管路密封良好，同时系统要有严格的密封装置，防止空气对系统的侵入。(3)液压泵使用前，应在壳体内灌满油液，排除空气。(4)拆装、更换系统购件后，及时排除带人的空气。(5)防止系统中各点压力低于大气压力，经常检查进油管路过滤器是否堵塞，以免吸油口压力过低，侵入空气。(6)更换进油管时，应保持原来的口径和长度。(7)油箱中如有气泡，应及时排除，防止排除系统中的残留空气。故障排除当液压泵使用中发生气塞时，可按下述方法处理：(1)迅速接通负载，使空气回油箱排出。(2)拧松液压泵出口管的接头，使泵内的空气直接排出。实践表明，当油液中含空气量较少时，采用第一种方法即可奏效，如果进入空气较多必须采用第二种方法，但应避免泵长时问在气塞状态下运转，造成液压泵的磨损。19.7 全液压钻车液压缸漏油故障的诊断、排除及措施液压缸是液压传动系统中重要的执行元件，它将液压能转变为机械能，实现直线往复运动。由于它具有结构简单，配置灵活，工作可靠，能够与其它机械相配合完成各种复杂的机械动作，并可频繁换向，易于实现远距离控制和自动控制等特点，所以在液压凿岩机配套设备全液压钻车以及其它工程机械上使用得比较多，例如钻臂的起落、摆动；推进器的俯仰、定向、补偿；凿岩机的推进；车体的稳定和转向等都采用了液压缸，一台全液压钻车上使用的液压缸有的多达l0台以上。由于钻车的工作环境比较恶劣，在钻孔过程中，有的液压缸经常受到尘土、砂石、岩浆等的侵蚀，有的承受载荷变化复杂，且振动和冲击都比较大，所以液压缸在工作过程中出现的故障是各种各样的，其原因也是多方面的。根据目前国产液压钻车的使用情况看，问题较多的是漏油，漏油所涉及的面又比较广，有技术问题，也有管理问题。在大多数情况下，漏油主要是密封失效所造成的，但密封为何失效，却不见得容易判明而又必须判明，否则，将进一步重复破坏，这是处理密封故障的难点之处。由于液压缸是依靠密封腔的容积变化来传递动力和速度的，所以，漏油将直接影响液压缸的工作性能，降低容积效率，增加功率损失，是不可忽视的故障之一。故障现象液压缸的漏油包括两大部位，一是固定不动部位(缸盖与缸筒之间、活塞与活塞杆连接处)密封的漏油；二是滑动部位(活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖导向套之间)密封的漏油。泄漏表现为外泄漏和内泄漏两种形式。无论哪种泄漏形式，都会降低液压缸的容积效率，影响液压缸定位的准确性，使液压缸不能准确地停止在某一要求的位置。液压缸外泄漏的情况可以直接观察得到，只是内泄漏的多少不能直接看到，需要单方面通入压力油方可测定。即先将活塞运行到液压缸端部位置，然后在一端通人压力油，另一端拆开管接头，保压一分钟，检查从接头端流出的油量即可知内泄漏的多少，其允许值按表1910规定(JB21641977)。表1910 液压缸活塞内泄漏量允许值活塞直径mm405055637080901001lO125140160180200220250320400500最大内泄漏量允许值(mLmin)0.10.20.250.30.40.50.60.80.91.11.522.53.13.8581319故障诊断与排除1.零件密封表面被拉伤，特别是轴向拉伤根据使用情况看，此类损伤所引起的泄漏主要存在于以下几个部位：(1)缸筒常见的损伤是内孔拉毛，有时还会出现沟纹。假若是圆周方向的线状纹路，则用细砂布、油石砂磨后可继续使用，但如果是轴向较深的沟纹且长度又较长时，则应镗磨或珩磨内孔，再研磨内孔，重配活塞。如果深痕不能修整时，必须更换新的缸筒。(2)活塞杆滑动面拉伤如果是局部轴向很浅的轻伤痕，则用细砂布稍加修磨即可使用，如果是轴向拉痕较深，须电镀修复或重新加工。活塞杆如有弯曲，应予以校直。(3)导向套轻度磨损(在0.1mm以下)，只需用金相砂纸砂磨掉拉毛部分；当有不均匀的磨损，其深度在0.1mm以上时，则应更换新导向套。(4)活塞活塞过度磨损会增大滑动面间隙，加重密封件被挤人间隙而受破坏的可能性，所以，当磨损超过0.1mm时应予更换。若活塞外径表面上有研伤、结疤，也会拉伤缸筒内壁，应修整或更换。2.密封件损伤密封件的损伤，主要是油液被污染、密封表面粗糙度不当或密封件本身不合格所引起的，损伤主要为过度磨损、挤出破裂等。当发现密封件有磨损或损伤时，即使是轻微的伤疤，也要予以更换，对造成损伤的原因一定要查清楚，否则换上新件后可能马上又会出现泄漏。(1)因毛刺或尖角造成密封圈唇边的损坏对密封件来讲，最关