瑞典Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障診斷方法

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   時間:2014-03-11 13:19:32
瑞典Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障診斷方法簡介
      瑞典Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障非接觸快速精確診斷方法 一、操作法發明的目的和意義 在我們集團公司採用液壓系統的設備遍及……
瑞典Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障診斷方法正文
  

瑞典Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障非接觸快速精確診斷方法
一、操作法發明的目的和意義
在我們集團公司採用液壓系統的設備遍及各條生產一線,液壓系統也以其優越的傳動特點為集團公司的各項生產活動發揮著不可替代的、積極的作用,但就目前而言液壓系統故障不易診斷和排除在生產實踐中一直是困擾維修人員維修工作效率的一大難題,同時這一點也是制約液壓傳動技術更廣泛的得到應用和更高效為我們的生產經營做出貢獻的弊端,該操作法就是在針對液壓傳動系統作了深入研究的基礎上,充分利用攜帶型紅外測溫儀,針對液壓系統典型故障的原理及表象,快速精確的進行診斷和排除作了深入地研究和闡述。下面就以比較複雜的Atlas Copco鑿岩台車液壓系統進行典型故障快速精確診斷舉例說明。
(一)二礦區及公司使用Atlas Copco鑿岩台車的規模
二礦區目前擁有Atlas Copco鑿岩台車18台,礦山公司在用2台,近期隨著金川礦區開採規模的不斷擴大,二礦區、三礦區和龍首礦將逐步投入10台。今年年底金川集團公司將擁有30台Atlas Copco鑿岩台車進行井下開採作業。
(二)Atlas Copco鑿岩台車液壓系統基本構成
金川集團公司使用的Atlas Copco鑿岩台車有H126、H128、Rocket Boomer/Boomer282、以及經改造的BH252等幾種型號,都採用了DCS12的主工作液壓系統。在這個液壓系統中,精密的液壓元件都採用了德國Rexroth公司和美國Parker公司的產品,基本上由軸向柱塞變數泵、雙聯齒輪泵、三聯主工作操作閥、六聯大臂定位控制操作閥、五聯支腿控制操作閥、兩聯頂棚控制操作閥、兩聯電纜卷控制/定位泄荷操作閥、先導控制操作閥、邏輯閥、25Bar先導減壓閥等液壓元件組成。
(三) Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障
Atlas Copco鑿岩台車在實際應用中,最常見、最普通、典型的液壓系統故障是系統壓力不足和溫度高。液壓系統壓力不足的故障在沒有進行深入地研究和判斷之前,一般的處理方法就是更換液壓泵或三聯主工作操作閥,固然新的液壓泵允許泄漏量有一定的餘地,更換后暫且能夠保證正常的系統壓力,但是正常工作不過十天半月,故障就會複發;液壓系統溫度高的故障得不到徹底的根治就會導致系統各元件磨損加劇,其結果會進一步致使系統壓力下降,新一輪的更換液壓泵、閥的簡單處理方法又開始了。因此,就是這種最常見的、最普通的系統故障如果不進行深究、根治,將會造成Atlas Copco鑿岩台車維修成本居高不下。
(四)Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障形成的原因和危害
Atlas Copco鑿岩台車進行鑿岩作業時液壓控制閥工作時都處在封閉壓力油的工作狀態,且工作壓力一般都在180-230Bar之間,在高壓工作狀態下泄漏是不可避免的,外泄可以用肉眼直觀的看到,容易發現和處理,相對內泄就不易發現和察覺,內泄的故障不但不易被查找,而且會造成液壓系統功率損失。液壓系統的功率損失一方面會造成能量上的損失,使系統的總效率下降,另一方面損失大部分能量轉變為熱量,引起油溫升高。其後果不僅使液壓系統效率下降,也加速油質惡化,液壓油溫度超過65℃每升高9℃,油液的使用壽命將縮短一半。其結果會導致:
1、工作油液粘度下降,泵的泄漏增加;
2、液壓系統及元件的密封性能降低,甚至失效,使泄漏增加;
3、液壓閥件的閥芯、閥體之間因熱膨脹而出現閥芯卡死現象,不能工作;
4、油液潤滑性能降低,液壓元件的磨損加快,加速了元件的磨損失效,縮短了元件的使用壽命。
5、油液汽化、蒸發,容易使液壓元件中產生氣穴、穴蝕;
6、液壓膠管內壁脫落,容易堵塞濾油器、水冷卻器和液壓閥內的小孔,使液壓系統不能正常工作。
7、縮短液壓系統設備的大修和報廢期
(五)Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障以往的診斷技術
Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障——壓力不足和高溫故障在實際設備維修當中是最難查找的故障,這也是液壓系統本身的缺點所在,但究其根源兩者是一致的,都是內泄引起的。
在生產實際中Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障的診斷一直延用且僅有的方法是:在系統採取直通法或旁通法安裝壓力表。然後,必須依次短接兩聯電纜卷控制/定位泄荷操作閥、兩聯頂棚控制操作閥、五聯支腿控制操作閥、六聯大臂定位控制操作閥、先導控制操作閥、25Bar先導減壓閥、三聯主工作操作閥或更換閥體右側安裝的280Bar的安全閥觀察壓力表的讀數,通過比對找出內泄的控制元件,然後進行處理。Atlas Copco鑿岩台車液壓系統元件的布置結構緊湊,反覆拆卸是很費勁的事,採用這種方法診斷的缺點在於:
1、診斷一次短接7個控制閥一個也不能少,勞動強度非常高,且至少需要6-8個小時的時間,維修效率非常低,大大的降低了鑿岩台車的生產效率;
2、診斷精確性差,對於泄漏量小於1000ml/min的控制閥診斷不出來;
3、頻繁的拆卸系統管路,不但會污染液壓系統,造成二次故障。而且造成油液外溢、浪費,污染環境;
4、對液壓泵的磨損是否在正常範圍內沒有嚴格的界定,往往造成誤判斷而進行更換;
5、液壓系統油液溫度過高容易誘發火災事故的發生。
二、操作法技術革新的主要內容
(一)操作法發明的理論基礎
伯努利方程物理意義告訴我們:在密封管道內作定常流動的理想液體在任意一個通流斷面上具有三種形成的能量(壓力能、勢能和動能)。總和是一個恆定的常量,雖然三種能量之間可以相互轉換的,但總值是不變的。根據能量守恆定律我們就不難分析出液壓系統內泄的能量轉換問題,液壓系統內泄可直觀地認為是壓力能、勢能和動能轉換成為了別的能量,以致於系統壓力下降。系統壓力下降除對液壓元件產生的磨損消耗一部分能量之外,其餘的能量都轉換成為熱能,熱能的轉換和釋放能使液壓系統元件和油液的溫度驟然升高。
(二)操作法針對Atlas Copco鑿岩台車液壓系統典型故障快速精確診斷的操作方法
Atlas Copco鑿岩台車的發動機啟動后,將兩聯電纜卷控制/定位泄荷操作閥的泄荷手柄置於載入位置,其它控制閥置於中位,發動機高速運轉3-5分鐘后,用紅外測溫儀分別對油箱內油液、液壓泵泵殼、出油口和兩聯電纜卷控制/定位泄荷操作閥、兩聯頂棚控制操作閥、五聯支腿控制操作閥、六聯大臂定位控制操作閥、先導控制操作閥、25Bar先導減壓閥、三聯主工作操作閥的T口(回油口)以及三聯主工作操作閥閥體右側安裝的280Bar的安全閥閥體進行測溫,Atlas Copco鑿岩台車的正常工作溫度應該在30-65℃之間,通過檢測到的溫度數進行比對可以輕而易舉的判斷出內泄產生的部位,採用該操作法還能精確的診斷出Atlas Copco鑿岩台車水冷卻器的工況,進而有目的、有針對性地進行快速的故障處理。
1、軸向柱塞變數泵和雙聯齒輪泵的診斷
如果液壓泵泵殼溫度高於液壓泵出口油溫5℃-10℃之間則可以判斷液壓泵的機械磨損較大,但仍然可以使用;如溫差在10℃以上,系統壓力調定沒有問題,則說明液壓泵磨損嚴重、軸向間隙大、需要報修或更換。
2、控制閥的診斷
(1)如果液壓系統發生內泄、壓力下降,達不到210Bar,則要對兩聯電纜卷控制/定位泄荷操作閥、兩聯頂棚控制操作閥、五聯支腿控制操作閥、六聯大臂定位控制操作閥、先導控制操作閥、25Bar先導減壓閥、三聯主工作操作閥的T口(回油口)進行測溫,測得溫度低於液壓泵出口溫度6℃,說明各控制閥的泄漏量在正常範圍內;如果溫差大於6℃則說明控制閥存在非正常泄漏,需要解體修理,如果控制閥內各密封件沒有問題,則說明閥芯和閥體之間泄漏,需要更換。在這裡值得注意的是:a、電纜卷控制/定位泄荷操作閥閥體內安裝有210Bar的溢流閥,在對電纜卷控制/定位泄荷操作閥進行修理前先要拆檢210Bar的溢流閥;b、三聯主工作操作閥閥體右側安裝有280Bar的安全閥,三聯主工作操作閥T口的溫度高於液壓泵出口溫度6℃時,先要對280Bar的安全閥進行測溫,280Bar的安全閥的正常溫度應該和油箱內油液溫差不超過10℃,和閥體溫差不超過5℃,否則則說明280Bar的安全閥存在內泄,需要拆檢。
3、液壓控制閥T口溫度和內泄量的關係
電纜卷控制/定位泄荷操作閥、兩聯頂棚控制操作閥、五聯支腿控制操作閥、六聯大臂定位控制操作閥、先導控制操作閥、25Bar先導減壓閥的T口(出油口)溫度比液壓泵出口溫度每高出1℃,內泄量增加60-130ml/min。利用這一參數可以精確的判斷出各液壓控制閥的內泄量,可很好的指導維修作業。
4、水冷卻器的診斷
Atlas Copco鑿岩台車水冷卻器在正常工作時(雙臂都進行鑿岩作業),進、出油口的溫差應該在5-10℃之間,進、出水口的溫差應該在6-8℃之間,要是低於這個範圍則說明水冷卻器效率下降,油道發生堵塞或水道內壁形成了較厚的水垢,需要拆卸處理。
三、操作法針對在實際應用中的優點及效果
根據這種操作法和先進技術可以在很短的時間內快速、精確的診斷出液壓系統的內泄部位和各液壓元件是否真正需要解體修理或更換,有力的提高了液壓系統設備的故障診斷處理的維修效率和設備本身的生產效率,大大的降低了維修成本。其優點有:
1、針對Atlas Copco鑿岩台車,將原來6-8個小時的診斷時間降低到10分鐘以內,維修效率非常高,大大的提高了鑿岩台車的生產效率;
2、診斷精確,對於存在細微泄漏的控制閥都能夠準確地診斷出來;
3、診斷過程不拆卸系統任何管路,不會造成液壓系統污染和二次故障。避免了油液外溢造成的浪費和環境污染;
4、採用該診斷技術不受時間和空間的限制,可隨時隨地方便快捷的進行現場故障診斷;
5、對液壓泵的磨損量的大小能夠準確的進行判斷,精確指導液壓泵更換;
6、經過精確指導維修可解決液壓系統因為內泄而引起的溫升,降低維修成本,延長了液壓系統設備的大修和報廢期。
四、操作法在實際生產中的應用和意義
(一)操作法在實際生產中的應用實例
1、2007年5月份,金川集團有限公司冶鍊廠銅合成爐車間一台日本小松勾機安裝破碎錘進行爐渣銅包破碎,但由於破碎衝擊無力,已經有一年多不能使用,先後更換了液壓泵和破碎錘都無濟於事,銷售商蘭州售後服務部的專業維修人員來了幾次也沒能找出原因。楊真才在現場利用該操作法在十幾分鐘之內就檢測出破碎錘衝擊安全閥閥體溫度高出液壓泵出口溫度20多攝氏度,斷定是安全閥內泄非常嚴重,拆檢后發現安全閥閥芯斷裂,經過處理,破碎錘恢復正常工作;
2、2007年7月10日,二礦區四工區反映:T-15#鑿岩台車發動機啟動后大臂動作非常慢,2#臂衝擊壓力低,需要處理。當時維修班組準備更換髮動機雙聯齒輪泵和2#臂工作主泵,工區指派楊真才現場診斷。在現場應用該操作法在幾分鐘之內診斷出兩個泵並不需要更換,而是電纜卷控制/定位泄荷操作閥和2#臂六聯大臂定位控制操作閥內泄嚴重,造成了上述癥狀;
3、2007年8月23日,二礦區三工區反映:T-12#鑿岩台車發動機啟動后大臂動作緩慢,兩臂衝擊壓力不足,需要處理。工區指派楊真才現場診斷。在現場應用該操作法在幾分鐘之內檢測出電纜卷控制/定位泄荷操作閥、五聯支腿控制操作閥、兩臂25Bar先導減壓閥T口溫度高出泵出口溫度30℃左右,內泄嚴重,造成了上述癥狀;
4、2007年8月27日月檢期間,二礦區1098分段維修班班長反映:三工區T-03#鑿岩台車發動機啟動后大臂動作緩慢,前10天出現這種故障更換髮動機雙聯齒輪泵后得到緩解,但沒想到這麼快故障又複發了。楊真才在現場應用該操作法在幾分鐘之內檢測出1#臂六聯大臂定位控制操作閥、兩臂25Bar先導減壓閥T口溫度高出泵出口溫度20℃左右,內泄嚴重,造成了上述癥狀。
(二)操作法的推廣意義
該操作法在Atlas Copco鑿岩台車典型故障診斷的應用中,不但大大的提高了的故障診斷效率和準確性,而且提高了Atlas Copco鑿岩台車的生產效率,降低了維修成本。在二礦區,該操作法同時也成功應用到了LF12.3鏟運機、PT61服務車等液壓設備的液壓系統的故障診斷工作中,而且此操作法對其它的採用液壓系統的機械設備故障診斷也有非常實用的指導意義。
本文摘自金川液壓,為了讓更多的朋友得到此方法,節省維修時間,提高工作效率,在此謝謝金川液壓。

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