毕业设计（论文）全液压驱动凿岩钻机液压系统分析及故障诊断

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1、xxxx大学毕业论文摘 要本文简单介绍了全液压凿岩机的作用，并详细说明了液压凿岩机国内外的发展历史及其发展历程。针对煤矿用液压凿岩机对其特点进行了分析和说明。液压系统是液压凿岩机的重要部分，所以重点针对某一液压凿岩机机型的液压系统常见故障进行分析阐述；液压系统故障主要表现在液压元件上，故对常用液压元件（液压缸，液压泵等）故障进行了较详细的分析介绍，最后简单叙述了一下液压凿岩机和其液压油的管理维护。关键字：凿岩机 液压系统AbstractThis article simply introduced the entire hydraulic pressure rock drill function

2、, and specify hydraulic pressure rock drill domestic and foreign development history and development course.Has carried on the analysis and the explanation in view of the coal mine with the hydraulic pressure rock drill to its characteristic.The hydraulic system is the hydraulic pressure rock drill

3、important part, therefore key aims at some hydraulic pressure rock drill type the hydraulic system common breakdown to carry on the analysis elaboration; The hydraulic system breakdown mainly displays on the hydraulic pressure part, therefore to the commonly used hydraulic pressure part (hydraulic c

4、ylinder, hydraulic pump and so on) the breakdown carried on the detailed analysis to introduce, finally narrated the hydraulic pressure rock drill and its hydraulic fluid management maintenance simply.Key words:hydraulic，system for rock drill目 录前 言11.全液压驱动凿岩钻机的作用和发展概况21.1全液压驱动凿岩钻机的作用21.2全液压驱动凿岩钻机的发展

5、概况21.2.1国外产品的发展与应用概况21.2.2国外产品在国内应用31.2.3国内发展状况42.煤矿用液压凿岩钻机的特点52.1煤矿井下工程专用液压凿岩钻孔机械52.1.1煤矿用坑道钻机52.1.2煤矿用井巷液压钻机53.典型液压元件的常见故障分析63.1液压泵的故障分析63.1.1齿轮泵的故障分析63.1.2叶片泵的故障分析103.1.3柱塞泵的故障分析123.2液压缸常见故障分析143.3单向阀的故障分析163.3.1普通单向阀故障分析163.3.2液控单向阀故障分析163.4换向阀故障分析173.4.1液动换向阀的故障分析183.4.2手动换向阀的故障分析183.5溢流阀的故障分析1

6、93.6减压阀的故障分析203.7节流阀的故障分析203.8液压辅助元件故障分析213.8.1过滤器故障分析213.8.2蓄能器故障分析214.液压凿岩钻机液压系统分析235.液压凿岩钻机的故障及分析245.1冲击机构故障245.2回转机构故障255.3密封失效255.4防治液压凿岩机故障的措施256.液压凿岩钻机的管理和维护276.1班前检查班276.2 日常维修276.3定期检查与修理277.液压油的管理和维护297.1正确选用液压油297.2液压油的污染和危害307.3控制液压油污染31结 论32致 谢33参考文献34前 言随着社会进步、矿山工程事业的发展和各类基础工程建设的不断发展，凿

7、岩机在其方面的作用越来越大，人们对凿岩机提出了愈来愈高的要求，如环保节能，综合高性能，可靠耐用。经过近几年的发展凿岩机有了翻天覆地的变化，不断的完善和改进，使凿岩机能够更好的为人们服务。凿岩机的工作环境非常恶劣，如露天采矿、地下采煤、开凿炮眼等，工作场所存在大量有害粉尘、易燃气体和有害物质，危险性非常高。在工作时，凿岩机要求系统功率高、性能稳定、反应灵敏，而液压传动具有可在大范围内实现无级调速、传动平稳，易于实现自动过载保护操作简便有力、输出功率大、反应快等一系列优点，因此一般的矿山机械都采用全液压式凿岩机。但是凿岩机的液压系统在这种恶劣环境下非常容易受到粉尘、泥沙、固体颗粒、潮气和有害气体的

8、污染和损害，破坏液压系统的可靠性和使用性能及寿命，影响系统的正常运行。液压系统的故障相当一部分是由于液压油受到污染引起的，油液被污染后，混入油液中的杂质会划伤、磨损运动零件甚至出现卡死现象，使液压系统不能正常工作。此外，油液中如果混入潮气或水分，则会使系统油液乳化、零件汽蚀，引起系统的振动、噪声、发热和爬行故障。因此要设计好液压系统的密封元件，选择适合的过滤器，尽量减少外在因素引起的油液污染，提高液压元件的加工精度，降低自身引起的破坏。本文就全液压凿岩机发展和在使用过程中所产生的问题及其管理维护进行介绍。1.全液压驱动凿岩钻机的作用和发展概况1.1全液压驱动凿岩钻机的作用凿岩钻机主要作用是带动

9、钻具破碎孔底岩石,下入或提出在孔内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等,以探明地下地质和矿产资源等情况。在矿床普查勘探中,特别是有色金属稀有金属等矿床普查勘探中,凿岩钻机可用于追索矿床，勘探勘察地质构造圈定矿体及取样和验证等。在矿山开发中常用凿岩钻机来钻凿地下观测孔、通风孔、排水孔、瓦斯排放孔、注浆孔、爆破孔、锚定孔及开凿坑道的先导孔等。在其他岩土工程施工领域中, 凿岩钻机可用于坝基的边坡加固、地质灾害的治理、深基坑的支护以及工业商业交通军事等方面的地下工程施工。1.2全液压驱动凿岩钻机的发展概况液压凿岩机最早起源于二十世纪七十年代初期，1970 年法国的 Montabert

10、公司研制出世界上首台液压凿岩机 H50, 将其装配在液压钻车上用于矿山钻孔由于液压凿岩机在技术性能及穿孔效率上的优越性 ,世界各国相关公司掀起了研制液压凿岩机及其相关设备的高潮 。经过几十年的发展，液压凿岩机已形成各种机型系列上百种规格，广泛应用于矿山、水电、隧道交通等诸多领域。随着凿岩钻车的发展及凿岩机器人的出现 , 为液压凿岩机提供了更加广阔的使用空间，尤其在一些大型水电、矿山等大断面的岩石掘进开挖工程中，为了提高作业效率，保证工程进度液压凿岩机有着不可替代的作用 。1.2.1国外产品的发展与应用概况目前，世界液压凿岩机制造界中最具竞争力的是瑞典的Atlas COPco公司、芬兰的Tamr

11、ock公司、法国的Momtabert公司和Eimco-Secoma公司、日本的古河矿业株式会社以及德国、英国、瑞士等液压凿岩机生产公司。国外研制液压凿岩机始于 20 世纪 70 年代 , 先后有美国 Ingersoll2 Rand 公司 , Gardner2 Denver公司 , 瑞典 Atlas Copco 公 司 , L inden- Alim ak 公 司 , 芬兰 Tam rock 公司和日本古河公司等投入力量研制液压凿岩机及相关配套钻车。其中瑞典Atlas Copco公司和芬兰Tamrock公司生产的液压凿岩机及配套钻车最具代表性 , 占有 60% 以上的市场份额。截止目前 ,无论是

12、井下或露天掘进或采矿 ,都有相应的液压凿岩机供选用。如芬兰 Tam rock 公司 80 年代初液压凿岩机只有3个系列 , 目前该公司的产品已发展到7个系列 ,从小型手持式到超重型 ,品种规格齐全。在发展回转 - 冲击式产品的同时 , 适 用于软岩上钻孔的纯回转液压凿岩机也得到相应的发展。尤其是瑞典 Atlas Copco 公司能够灵活地根据用户的某些特殊要求 , 在某种基型产品上稍加改 进 ,就可以组装成专用产品 ,产品上的配套部件可随不同地区和国家的不同环境而改变 , 在轻型产品的研制中，大量采用塑料件来减轻整机的重量 。液压凿岩机的外壳等多采用精密铸造，从而使机器的结构紧凑 ,布局合理

13、,外形也较美观。如今 A tlas Copco 公司生产的 Cop 系列液压凿岩机已经从 Cop1022 发展到最新推出的 Cop4050 型 重型液压凿岩机 , Cop4050 的冲击功率可达 40 kW , 装配于 Sim ba 4450 系列全液压钻车上 , 1993 年成功用于瑞典卢基公司基律纳铁矿井下深孔采矿凿岩，钻凿孔径达 115 mm ,这是传统的潜孔冲击器的工作 范围。潜孔凿岩虽然能得到较好的孔直度 , 但速度较低。Cop4050 能在两倍于潜孔凿岩速度的情况下 ,得到几乎全直的孔，并能使用通常的钻管 , 钎杆或二者的组合。Tam rock 公司生产的 HL4000 系列大功率

14、超重型液压凿岩机 , 1984 年在挪威年产2 500万的比约纳湖铁矿装配 Herbertt 钻车用于露天矿山钻凿直径 230 275 mm 的炮孔，其凿速相当于同级牙轮钻机的1.6 倍 , 而能耗仅为牙轮钻机的 1 /2 。由于液压凿岩机具有节能、高效、成本低和作业条件好等显著优点 , 国外除地下凿岩已推广应用外 ,在中小型露天矿和岩石工程应用方 面也有不小进展。1.2.2国外产品在国内应用上世纪八十年代中后期 , 随着地下矿山采矿方法的改进，大量进口的无轨开采设备开始进入我国包括各种型号的液压凿岩机及配套钻车。金川公司二矿区二期工程，由中国和瑞典合作设计，从国外引进了全液压凿岩台车 ( A

15、tlas Copco 公司产品 )，天井牙轮钻机 , 铲运机等无轨机械化配 套设备 ,基本实现全液压凿岩、机械化装药、无轨运输 ,使矿山生产能力达到了2200 kt/ a。白银公司小铁山矿在其技改项目中采用 4 台法 国水星 - 14 液压凿岩台车 (装配 HYD200 液压凿岩机 ) ,并配套引进了美国 Wagner铲运机 , 芬兰 Tam 2 rock 公司的 Robolt 型锚杆台车 , A tlasCopco 装药车等成套采掘设备 ,承担矿山绝大部分采掘作业 ,气动凿岩设备仅用于辅助凿岩 。山东三山岛金矿20 世纪 80 年代从法国 Eim co-Secoma 公司引进 4 台水星 -

16、 14 和 2 台冥王星 - 17全液压凿岩钻车，装配 HYD200 /HYD300 液压凿岩机，并与其它无轨设备配套使用在水平分层充填法采场 ,全部取代了风动凿岩设备。上海梅山矿业公司1994 年引进瑞典 Atlas Copco 公司 Si baH252 液压凿岩钻车 3 台 ,用于中深孔凿岩，引进 Boomer281 液压凿岩钻车 4 台 ,用于平巷掘进凿岩，两种钻车均装配 Cop1238 型液压凿岩机。经过与气动凿岩设备对比实验取得了节能 70%以上的经济效益指标。梅山2000 年引进瑞典 Sim baH1354 液压凿岩钻车配 Cop1850 液压凿岩机，更新替代气动大孔径钻机，实现了

17、采矿与掘进凿岩液压化。液压凿岩设备在铁路施工中也被广泛应用，大秦线军都君山双线隧道引进瑞典 A tlas Copco 公司 H286 四臂液压凿岩钻车，配 Cop1238M E 型液压凿岩机 ,与无轨装运设备配套，曾在 1985 年 10 月创下100 m 断面月进尺 316 m 的记录。1.2.3国内发展状况1980年由长沙矿冶研究院、株洲东方工具厂等单位研制成功我国第一台用于生产的液压凿岩机 YYG80,装配于CGJ2Y型全液压钻车上，在湘东钨矿进行了工业试验并通过了部级技术鉴定。由此拉开了国内研制液压凿岩机的序幕 。相继有北京科技大学, 中南工业大学、长沙矿冶研究院 、马鞍山矿山研究院、

18、 中国矿业大学、 煤炭科学院建井研究所 、沈阳风动工具厂等 10 多个单位开发研制液压凿岩机和配套钻车。到了九十年代末期 ,我国先后有 YYG80, TYYG20, YYGJ145 (仿 Cop1038H ) , YYT30, YYG30, GGT70, YYG80A, YYG90, YYG250A, CYY20 (仿 法 国 RPH200 ) ,YYG90A 和 DZYG38B ( 仿 Cop1238M E )等十二种机型通过了国家鉴定。其中 150 250 J 之间 ，可钻孔径大部分在 40 50 mm 之间，冲击能在 150 J 以下的 5种，其中已形成量产的主要有 YYG80, YYT

19、30 和 YYG90A 三种机型。 12种型号中除3种为测绘仿制国外当时市场销售的机型外 , 其余都是我国自行研制的。由中南工业大学研究设计、广东有色冶金机械厂制造的 CGJ25 - 2Y 型全液 压钻车，装配两台YYG90 型液压凿岩机，1988 年在汝城钨矿使用时与铲插式装岩机搭接式梭车组成掘进机械化作业线 ,创造了在 214 m 16 m 断面中月进尺 250 m掘进工效稳步超过1 m /min工班的好成绩 , 1991 年在桓仁铜锌矿创造过单台单班进尺 5.4 5.6 m 的好成绩与法国水星系列液压钻车配套的 HYD200 和 HYD300 液压凿岩机由莲花山有色冶金机械厂引进法国 E

20、im co 2Secoma 公司技术生产，其国产化率已达95%主要部件冲击活塞寿命可达2万m以上各项指标均已达到国外同类机型的水平，已形成批量生产。在焦家金矿、三山岛金矿及部分煤矿得到推广应用。为了填补国产露天全液压钻机的空白，宣化采掘机械厂与中南工业大学等单位合作、于1987 年研制了KZL - 120 型露天液压钻机、装配广东有色冶金机械厂制造的 YYG250A 型重型液压凿岩机。从上述可以看出，我国液压凿岩机的发展走的道路 ,经过几十年的发展与探索已经初步形成了自己的产品规格与系列，达到了一定水平。但大多数厂家生产的液压凿岩机稳定性指标均在 500 m 左右 (不拆机检修 ) ,而世界先

21、进水平的瑞典产品则规定为 6 000 m。2.煤矿用液压凿岩钻机的特点2.1煤矿井下工程专用液压凿岩钻孔机械2.1.1煤矿用坑道钻机煤矿用坑道钻机，主要用于煤矿井下勘探以及瓦斯抽放孔、注水探水孔钻进。煤矿用坑道钻机应符合MT/T790煤矿坑道勘探用钻机或MT356煤矿安全工程用钻机。煤矿用坑道液压钻机有全液压坑道钻机、履带式全液压钻机等。全液压回转钻机由主机（安装回转机构、给进机构、液压夹持器等构件的架体）、液压泵站、操作台等组成。履带式全液压钻机类似于履带式深孔液压钻车，它将全液压坑道钻机各部分集中于一体，并将各机构安装在履带行走机构上。2.1.2煤矿用井巷液压钻机煤矿井下用井巷钻机主要用于

22、煤矿井下两个水平间大直径（0.8-2.5）垂直孔或倾斜孔钻进或由下一水平巷道向上一水平钻进的反井钻机（我国冶金系统称反井钻机为天井钻机）、在煤层中一次钻进成孔（成孔直径一般为0.6-1.2m）的巷道成孔钻机。煤矿用井巷钻机的煤炭行业标准主要有MT/T213-2002煤矿用反井钻机通用技术条件等。反井钻机是煤矿井下主要钻进机械设备，它广泛用于煤矿井下溜煤井、溜渣井、溜材料井、瓦斯抽放井（孔）、通风孔或通风井等大直径孔的钻进。由于反井钻进施工方法安全、快速，从而在煤矿广泛应用。煤矿用反井钻机涉及到的安全问题有：防爆电动机与配套电气元件、高压液压胶管等非金属件与含铝轻合金件、液压系统承压、液压系统应

23、用矿物油介质时渗漏控制与泄漏物清理、设备运行与钻进时的稳定性等。3.典型液压元件的常见故障分析3.1液压泵的故障分析在液压传动系统中，液压泵是液压传动该系统的动力元件，它是将原动机（如电动机）输入的机械能转换成液体压力能的能量转换装置。在液压传动系统中属于动力元件式液压传动系统的重要组成部分，其作用是向液压系统提供液压油1。3.1.1齿轮泵的故障分析（以CB-B型外啮合齿轮泵为例）图3.1 齿轮泵Fig.3.1 Gear Pump（1）油泵噪声大。齿轮泵的噪声来源主要有：流量脉动的噪声、困油产生的噪声、齿轮精度差产生噪声、空气进入产生的噪声、轴承旋转不均匀产生噪声等。具体原因有如下几个。因密封

24、不严吸进空气产生的噪声压盖与泵盖因配合不好而进气。CB-B型齿轮泵使用的压盖目前有用铸铁棒车制、粉末冶金件和塑料件等，当因加工误差不能保证压盖外圆与泵盖孔合适的过盈量时，或者因塑料压盖破损时会进入空气。此时应敲出压盖换上合格件。对于泵盖与塑料压盖处的泄露，可采用涂敷环氧树脂等胶黏剂进行密封。从泵体与前后盖结合面处进气。泵体与前后盖之间靠用螺钉压紧的平面密封是硬性接触，若接触平面因加工不良其平面及表面粗糙度不好时容易进气，可拆开泵研磨泵体泵盖并结合平面解决。从泵后盖进油口（锥管螺纹）连接处进气。若锥管螺纹接头因配合不好管接头松动，或因管接头处密封不好时，有可能进气。此时可采用在管接头上缠绕一层四

25、氟乙烯带密封、拧紧管接头或者更换合格的管接头的方法予以解决。从泵轴油封处进气。泵轴上采用骨架式油封密封，当装配时卡紧唇部的弹簧脱落或者油封装反，以及因使用造成唇部拉伤或者老化破损时，因油封后端经常处于负压状态，空气便会进入泵中，一般可更换新油封予以解决。油箱内油量不够，滤油器或吸油管未插入油面以下，油泵便会吸进空气此时应往油箱里补充油液至游标线。回油管漏出油面，有时也会因系统内瞬间负压使空气反进入系统，所以回油管一般应插入油面以下。油泵的安装位置距液面太高，特别是在泵转速降低时，不能保证泵吸油腔必要的真空度而造成吸油不足，吸进空气。但油泵吸油时，真空度不能太大，当泵吸油腔内的压力低于该油液在该

26、温度下的气体分离压时，就会形成气穴现象，产生噪声与震动。吸油滤油器被污物堵塞或设计选用滤油器容量过小，导致吸油阻力增大而吸进空气，另外进出油口通径过大都有可能带进空气，此时可清洗滤油器，选用大容量的滤油器，并适当减少进出油口的通经加以排除。因机械原因产生的噪音及排除因油中污物进入泵内导致齿轮等磨损拉伤产生噪声，此时应更换油液并加强过滤，拆开泵清洗，齿轮磨损严重时要研修或予以更换。因泵与电机连接的联轴器安装不同心有碰撞现象而产生噪声。出现此种情况一般除了要采用挠性连接外，在使用中如果发现联轴器的滚柱、橡皮圈磨损时应更新，并保证二者同心度。因齿轮质量问题产生的噪声。如齿轮的齿形误差和周节误差大、两

27、齿轮的接触不良，齿面光洁度不好、公法线长度超差、齿侧隙过小，两啮合齿轮的接触区不在齿宽和齿高的中间位置等。此时作为齿轮泵生产厂家，可调换合格齿轮。作为用户单位则可对研齿轮。现大多液压件件厂均采用修正齿轮做齿轮泵，可降低噪声。因齿轮内孔与端面不垂直或前后盖上两轴泵承孔轴心线不平行，装配总成后，两齿轮轴（长、短轴）斜交，造成齿轮转动不灵活，有轻重不均现象，齿轮泵运转时会产生周期性振动和噪声。液压件生产厂应从工艺上确保齿轮、长短轴、前后盖轴承孔的垂直度和轴孔的平行度，不合格者不允许进入总装。泵内零件损坏或摩擦产生噪声。如轴承的滚针保持架破损，长短轴轴颈及滚针磨损等，导致轴承旋转精度不好，产生径向不平

28、衡力，从而导致产生机械噪声。此时需要拆修齿轮泵，并更换滚针轴承。因困油现象产生的噪声。液压传动中使用的的齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等，均为容积式泵。它们都是利用两个或两个以上密封容腔的容积变化来实现吸油或压油的的，吸油腔和压油腔必须隔开一段距离和区间，油液从吸油区到压油区以此过度区间隔开吸油区和压油区。油液在此过渡区间（密封的）既不与压油腔通，也不与吸油腔通，而本身的密闭容积大小又在变化，又由于油液不可压缩，导致密闭容积内压力变化很大。当密闭油腔容积减至最小时，压力最高，被困的油从齿轮的啮合缝隙中强行挤出，使齿轮和轴承受很大的径向力，产生振动和噪声；反之，当密闭油腔容积增至最大时，就会产生部分真空

29、，使溶于油液中的空气分离出来，油液产生蒸发气化，也产生振动和噪声。对齿轮泵消除困油现象产生的振动和噪声，主要是设计生产厂家应该设计加工理想的卸荷槽（圆形、方形、异形等），使得困油空间达到最小位置时和排油腔相通，过了最小位置后和吸油腔相通，这样既可以消除困油现象，也可以减少噪声和振动。其他原因产生噪声进油滤油器被污物堵塞是常见的噪声大的原因之一，往往清洗滤油器后噪声可立即降下来。油液黏度过高会产生噪声，必须合理选择油液黏度。过大的海拔高度和过高的泵转速，造成泵进口真空度过大，导致噪声，必须作出合理选择。进、出油口通径太大，也是噪声大的原因之一，经验证明，适当减少进、出口通径，对降低噪声有较明显效

30、果。齿轮泵轴轴向装配间隙过小，齿形上有毛刺。此时可研磨齿轮端面，适当加大轴向间隙，并清除齿形上的毛刺。将溢流阀的噪声误认为是油泵的噪声。出现此问题可参考溢流阀故障诊断的内容予以处置压力波动大，振动。CB-B型齿轮泵在运转时，从压力表上观察，如果指针振幅超过0.15Mpa，称为压力波动大，同时伴随有振动。对齿轮泵而言，噪声大、压力波动大并伴有振动的现象往往同时发生，同时消失，因此上述噪声大的原因，也为压力波动大、振动大，可参看此处。（3）齿轮泵输出流量不够，或者根本吸不上油。此故障是指齿轮泵在电机带动下工作，但泵排出的流量很小，不能达到额定流量。具体表现在液压系统中为油缸的快进速度慢了下来，或者

31、油马达的转速变慢，蓄能器充液速度下降，需要很长时间才能使蓄能器充填压力上升，控制阀响应迟钝等故障。产生原因如下：进油滤油器堵塞，造成吸油阻力增大，产生吸空，此时需要拆下滤油器清洗，并分析污物产生的原因和种类，这样不但可以防止产生齿轮泵吸油量不够的现象，而且还能防止由此原因出现的其他故障。齿轮端面与前后盖之间的滑动接触严重拉伤产生的内泄漏太大，导致输出地流量减少。产生拉伤的主要原因一是齿轮装配前毛刺（齿形上）未能仔细清除，运动后拉上结合面；二是污物进入泵内楔入齿轮端面与前后盖之间的滑动间隙内，拉伤配合面。此时应拆开齿轮泵，用平磨磨平前后盖端面和齿轮端面，并清洗齿形上的毛刺（但不能倒角），经磨平后

32、的前后盖端面上的卸荷槽尺寸会有变化，应适当加深加宽。径向不平衡力导致齿轮轴变形，碰擦泵体内腔，增大径向间隙，导致内漏增加。油温太高，温升使油液黏度降低内泄露增大使输出流量减少。此时应查明油温升高原因，采取相应措施。对中高压齿轮泵，应检查弓形密封圈是否破损。选用油液黏度过高或者过低，黏度过高吸油阻力增大；粘度过低内泄漏大。这两种情况均造成输出流量减少，应按油泵使用说明书选用合适黏度油液。拆修后，泵体装反，此时压油腔的压力油沿泵体上的卸油槽流入吸油区，造成局部短接，流量大为减少，所以泵体不能装反。泵轴折断，表面上电机带动泵转，但根本不上油。此时应该更换泵轴。（4）内外泄露大，容积效率低很多齿轮泵存

33、在着较严重的内泄漏，造成泵的容积效率的下降。概况起来看，其内泄漏主要体现在以下三个部位：齿轮的端面泄露、齿轮的径向泄露和齿轮的啮合区泄露。其中，内泄漏量最大的部位是齿轮的端面间隙所引起的端面泄露。据试验统计，经齿轮的两端面所造成的泄漏量可占泵的总内泄漏量的75%-80%，其根本原因这部分泄漏的面积大，泄露途径短。齿轮与端面间的的间隙越大，内泄漏量就越大，而过小的端部间隙又容易造成齿轮工作受热膨胀后挤死在两端盖间，所以齿轮的轴向间隙与内泄漏是一对不可避免的结构矛盾。齿轮的径向泄露是指齿轮的齿顶与壳体内腔之间留有较大的径向间隙，它也是为了防止齿体受热膨胀而预留出的膨胀空间，这一间隙的存在降低了个齿

34、间的各个密封容积的相互密封的程度，但由于从最左边的压力腔到最右边的吸油腔，压力是逐渐递减的，泄露的油液要经过多个密封的齿间才能到达吸油腔，再加上齿轮高速旋转的带动，能够泄漏到吸油腔的径向泄漏量所剩无几，一般情况下，这一部分泄露只占泵总泄漏量的15%左右。齿轮的啮合区泄露是指高压的油液通过齿的啮合面强行窜入到低压区，这往往是由于齿形误差和牙齿啮合的偏差所致，这部分泄漏量一般占到泵的总泄漏量的5%左右。对以上泄漏问题的解决思路是：严格控制齿轮泵各部分的配合间隙，保证齿轮和轴承的制造和装配精度，防止过大的间隙与偏载。但是，采用较严格的小间隙只能够解决新泵的端面泄露，随着泵的使用和磨损，其端面间隙仍会

35、很快增大，为提高齿轮泵的工作压力，减少端面的泄露，有些泵采用了齿轮端面剑间隙自动补偿的办法，利用压力有或者弹簧力来减小或消除两齿轮的端面间隙。（5）泵轴折断或磨损因异物卡住齿轮，传动扭矩过大，折断泵轴。解决方法按泵轴图加工重新装配。泵轴因材质不好或热处理不好，可能断裂。解决方法：应选应40Cr材料做泵轴，热处理硬度值为HRC52。滚针轴承烧死，泵轴磨损。解决方法：应查明烧坏的原因，重新配轴。（6）齿轮泵旋转不灵活或咬死齿轮泵轴向间隙过小。可检测泵体、齿轮，重配间隙。重配间隙时应注意保证前后盖轴承孔对端面的垂直度。杂质污物吸入泵内，被齿轮齿部毛刺卡住，可清洗并清除毛刺。齿轮泵与电机连接的联轴器同

36、轴度差，同轴度应保证在0.1mm以内。前盖螺孔位置与泵体后盖通孔位置不对（位移度不好），拧紧螺钉后别劲而转不动。此时可用钻头或圆锉将泵体后盖孔适当修大再装配。（7）齿轮泵发热。上述齿轮泵旋转不灵活或咬死的故障原因也均为导致齿轮泵发热的原因，因而排除方法可参照执行。除此之外还有：油液黏度过高或过低；侧板和轴套与齿轮端面严重摩擦；环境温度高，油箱容积又小，散热不良等均造成油泵发热，可予以分别处理。3.1.2叶片泵的故障分析 图3.2 叶片泵 Fig.3.2 Vane pump1- 护罩 2-调节螺钉 3-叶片 4-转子 5-螺堵 6-板弹簧 7-轴 8-泵体9-阀芯 10-阀座 11-弹簧叶片泵在

37、工作时，抗油液污染能力差，叶片与转子槽配合精度也高，因此故障较多，叶片泵常见故障产生的原因分析及排除方法如下2。（1）叶片泵噪声大原因分析：定子内表面拉毛。吸油区定子过渡表面轻度磨损。叶片顶部与侧部不垂直或顶部倒角太小。配油盘压油窗口上的三角槽堵塞或太短、太浅，引起困油现象。泵轴与电机轴不同轴。超过额定压力下工作。吸油口密封不严，有空气进入。出现空穴现象。排除方法：抛光定子内表面。将定子绕半径翻面装入。修磨叶片顶部，保证垂直度在0.01mm内；将叶片顶部倒角成145（或磨成圆弧形），以减少应压力突变。清洗（或用整形锉修整）三角槽，以消除困油现象。调整联轴器，使同轴度小于0.01mm。检查工作压

38、力，调整溢流阀。用涂脂法检查，拆卸吸油管接头，然后清洗干净，涂密封胶装上拧紧。检查吸油管、油箱、过滤器、油位及油液黏度等，排除气穴现象。（2）叶片泵容积效率低，压力提不高。原因分析：个别叶片在转子槽内移动不灵活甚至卡住。叶片装反。定子内表面与叶片顶部接触不良。叶片与转子叶片槽配合间隙过大。配油盘端面磨损。油液黏度过大或过小。电机转速过低，离心力无法使叶片从转子槽中抛出，形成不可变化的密封空间。吸油口密封不严，有空气进入。出现空穴现象。排除方法：检查配合间隙（一般为0.01-0.02mm），若配合间隙过小应单槽研配。纠正装配方向。修正工作面（或更换配油盘）。根据转子叶片槽单配叶片，保证配合间隙。

39、修磨配油盘端面（或更换配油盘）。测定油液黏度，按说明书选定油液。检查转速，排除故障根源。一般情况下叶片泵转速低于500r/min时，吸不上油。但转速高于1500r/min时，也吸不上油。用涂脂法检查，拆卸吸油管接头，清洗干净涂密封胶装上拧紧。检查吸油管、油箱、过滤器、油位及油液黏度等，排除气穴现象。（3）温度高异常发热原因分析：因装配尺寸链不正确，导致滑动配合的间隙过小，使表面拉毛或转动不灵活，从而在工作时产生的摩擦阻力过大和转动扭矩大而发热。各滑动配合面的间隙过大，或因磨损后内泄漏过大，压力和流量损失变成热能。电机轴与泵轴安装不同心而发热。泵长时间在接近或超过额定压力的工作状况下工作，或因压

40、力控制阀有故障不能卸荷而发热导致温度升高。油箱回油管与吸油管靠的太近，回油来不及冷却却又马上吸进泵里导致温度升高。油箱油量不足或邮箱设计容量过小，或者冷却器冷却水量不够。环境温度过高。排除方法：当出现装配尺寸链不正确时，可拆开重新去毛刺抛光并保证配合间隙，重新装配。若有关零件磨损严重时必须更换。检查各滑动配合面的间隙是否符合要求，若因磨损后内泄漏过大，应及时修复或更换相应零件。检查并校正电机轴与泵轴安装同心度。避免泵长时间在接近或超过额定压力的工况下工作。若压力控制阀有故障应检查排除。检查并调节油箱回油管与吸油管位置。检查并添加液压油至规定位置，或者更换重新设计的大容量油箱，检查冷却器冷却水量

41、并按要求添加冷却水。缩短在高温环境下的工作时间。（4）压力波动大噪声大的原因往往是压力波动大的原因。限压式变量叶片泵的调压弹簧弯曲变形或太软，需更换合格弹簧。其他阀不正常（例如溢流阀）均能引起压力波动。3.1.3柱塞泵的故障分析（1）不能排油或流量不足，压力偏低故障原因分析 转向不对或进出口接反。吸油管滤油器堵塞。油箱内液压油面过低。油温太高或油液黏度太低。配油盘和缸体之间有脏物或配油盘和缸体之间接触不良。配油盘和缸体结合面拉毛、拉有沟槽。柱塞与柱塞孔之见磨损拉伤有轴向沟槽。中心弹簧损坏，柱塞不能伸出。吸入端漏气。变量泵的变量机构出现故障，使斜盘倾角固定在最小值。排除方法： 按泵体上标明方向旋

42、转，检查核对吸油口和压油口。 卸下滤清器仔细清洗。 加油至规定刻度线。 检查油温升高的原因或检查油液质量，酌情更换。 拆卸清洗，重新装配或检查弹簧是否失效，酌情更换。 研磨在抛光配油盘与缸体结合面。 若配合间隙过大，可研磨缸孔，电镀柱塞外圆并配磨。 更换中心弹簧。检查拧紧管接头，加强密封。 检查拧紧管接头，加强密封。 调整或重新装配变量活塞及变量头，使之活动自如，纠正调整偏差。（2）泵不能转动原因分析： 柱塞因污染物或油温变化太大卡死在油缸里。 滑履与柱塞球头卡死或滑履脱落。 柱塞球头因上述原因折断。排除方法： 查明污染物产生原因并更换新油。 更换或重新装配滑履。 更换柱塞。（3）变量机构或压

43、力补偿原因分析 单向阀弹簧折断。 斜盘与变量壳体上的轴瓦圆弧面之间磨损严重，转动不灵活。 控制油管道被污染物堵塞。 伺服活塞或变量活塞卡死。 伺服阀心对差动活塞内油口遮盖量不够。 伺服阀心端部拉断。排除方法： 更换弹簧。 磨损轻微可刮削后在装配，若严重，则应更换。 拆开清洗，并用压缩空气吹干净。 应设法使伺服活塞或变量活塞灵活，并注意装配间隙是否合适。 检查伺服阀心对差动活塞内油口遮盖量并调整合适。 更换伺服阀心。3.2液压缸常见故障分析 图3.3 液压缸 Fig.3.3 Hydraulic cylinde1-压板 2、6-端盖 3-套筒活塞 4-活塞 5-缸体 7-套筒活塞端盖（1）爬行原因

44、分析： 混入空气。 运动密封件装配过紧。 活塞杆与活塞不同轴。 导向套与缸筒不同轴。 活塞杆弯曲。 液压缸安装不良，其中心线与导轨不平行。 缸筒内径圆柱度超差。 缸筒内孔锈蚀、拉毛。 活塞杆两端螺母拧得过紧，使同轴度降低。 活塞杆刚度差。 液压缸运动件之间间隙过大。 导轨润滑不良。排除方法： 排除空气。 调整密封圈，使之松紧适合。 校正、修整或更换。 修正调整。 校直活塞杆。 重新安装。 镗磨修复，重配活塞或增加密封件。 除去锈蚀、毛刺或者重新镗磨。 调整螺母的松紧度，使活塞杆处于自然状态。 加大活塞杆直径。 减小配合间隙。 保持良好润滑。（2）冲击原因分析： 缓冲间隙过大。 缓冲装置中的单向

45、阀失灵。排除方法： 减小缓冲间隙。 修理或更换单向阀。（3）推力不足或工作速度下降缸体与活塞的配合间隙过大，或密封件损坏，造成内泄漏。缸体与活塞的配合间隙过小，密封过紧，运动阻力大。运动零件制造存在误差和装配不良，引起不同心或单面剧烈摩擦。活塞杆弯曲，引起剧烈摩擦。缸体内孔拉伤与活塞咬死，或缸体内孔加工不良。液压油中杂质过多，使活塞或活塞杆卡死。液压油温度过高，加剧泄露。排除方法： 修理或更换不合乎精度要求的零件，重新装配、调整或更换密封件。 增加配合间隙，调整密封件的压紧程度。 修理误差较大的零件重新装配。 校直活塞杆。 镗磨、修复缸体或更换缸体。 清洗液压系统，更换液压油。 分析温升原因，

46、改进密封结构，避免温升过高。3.3单向阀的故障分析单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种3。3.3.1普通单向阀故障分析（1）单向阀内泄漏严重阀座孔与阀芯孔同轴度较差，阀芯导向后接触面不均匀，有部分“搁空”。此时应重新铰、研加工或者将阀座拆出重新压装再研配。阀座压入阀体孔中时产生偏歪或拉毛损伤等。此时应将阀座拆出重新压装再研配或者重新铰、研加工。阀座破裂。此时应予以更换阀座，并研配阀座。弹簧变软。此时应予以更换弹簧。滑阀拉毛。此时应重新研配。装配时，因清洗不干净，或使用中油液不干净，污物滞留或黏在阀芯与阀座面间，使阀芯锥面与阀体锥面不密合，造成内泄漏。此时应重新检查、研配、清洗，同时更换干净的液压

47、油。（2）单向阀外泄漏管式单向阀的螺纹连接处，因螺纹配合不好或螺纹接头未拧紧而产生外漏。此时需拧紧接头，并在螺纹之间缠绕聚四氟乙烯胶带密封或用O型密封圈。板式阀的外漏主要发生在安装面及螺纹堵头处，可检查该位置的O型密封圈是否可靠，根据情况予以排除。阀体有气孔砂眼，被压力油击穿造成的外漏。一般要补焊或更换阀体。（3）不起单向作用滑阀在阀体内咬住。如阀体孔变形、滑阀配合处有毛刺、滑阀变形胀大等情况都会使滑阀在阀体内咬住而不能动作。此时应修研阀座孔、修除毛刺、修研滑阀外径。漏装弹簧或者弹簧折断。此时应补装弹簧或者应更换弹簧。（4）发出异常的声音液压油的流量超过允许值。此时应更换流量大的单向阀。与其他

48、阀共振。此时可略为改动阀的额定压力，也可试调弹簧的强弱。在卸压单向阀中，用于立式大油缸等回路，没有卸压装置。此时应补充卸压装置回路。3.3.2液控单向阀故障分析（1）控制失灵控制活塞因毛刺或污物卡住在阀体孔内卡住后的控制活塞推不开单向阀，造成液压失灵。此时应拆开清洗，倒除毛刺或重新研配控制活塞。对外泄式液控单向阀，应检查泄油孔是否因污物堵塞，或者设计时安装板上未有泄油孔，或者虽设计有但加工时未完全钻穿；对内泄式则可能是泄油口（即反方向流出口）的背压值太高，而导致压力控制油推不动控制活塞。从而顶不开单向阀。控制油压力太低。应提高控制压力，使之达到规定值。（2）振动冲击大，略有噪声排除进入系统及液

49、控单向阀中的空气，消除振动和噪声。在使用工作油压作为控制压力油的回路中，会出现液控单向阀控制压力过高的现象，也会产生冲击振动。此时可在控制油路上增设减压阀进行调解，使控制压力不至于过大。（3）内泄漏大单向阀在关闭时，封不死油，反向不保压，都是因泄露大所致。液控单向阀还多了一处控制活塞外周的内泄漏。除此之外，造成内泄漏大大的原因和排除方法和普通单向阀的内容完全相同。3.4换向阀故障分析 图3.4 截止换向阀Fig.3.4 As type valve1-气控接头 2-挡圈 3-密封圈 4-弹簧 5-阀芯 6-端盖 7-阀体 8-阀板9-活塞 10-螺母 11-Y型密封圈 12-钢球3.4.1液动换

50、向阀的故障分析（1）不换或换向不良产生这一故障的原因之一是推动阀芯移动的控制压力油的压力不够，或者控制油液压力虽够，但另一端控制油腔的回油不畅。不畅的原因可能是污物堵塞，或开口量不大，或者回油背压大等。这些情况均造成液动换向阀的滑阀芯无法移动或者移动不良，从而不换向或换向不良。解决方法是适当控制油的压力，6.3Mpa系列的阀控制压力的范围在0.3-6.3Mpa之间，32Mpa系列的阀控制压力的范围在1-3.2Mpa之间。拆修时阀盖方向装错，会导致控油路进油或回油不通，造成不能换向。此时应更正阀盖的装配方向，阀盖的控制油口要正对阀体端面上的控制油口。（2）换向振动大，存在换向冲击换向冲击是换向时

51、油口压力急剧变化时发生的，此时一般滑阀芯换向速度过快。为使压力变换缓慢，就要设法使阀芯换向速度变慢。解决办法是在阀两端的控制油路上串联小型可调节流阀。将换向阀芯肩部位设计或加工成圆锥面或开有三角槽等措施，冲击问题就能解决。3.4.2手动换向阀的故障分析（1）手柄操纵力大产生这一故障的原因有以下几点： 阀芯与阀体孔配合间隙太小。 污物楔入滑阀副配合间隙，或因阀芯外圆表面和阀孔内圆表面拉伤有毛刺。 阀芯与阀体孔因几何精度超差，在压力较高时产生液压卡紧力，或者回油背压大。 阀芯与手柄连接处的销子别劲等。故障排除方法： 拆开阀，检查阀芯与阀体孔配合间隙，过小时可适当研磨阀孔排除。 清洗阀内部，去毛刺，

52、拉伤严重者予以更换。 研磨修复阀体阀芯，使其几何精度在0.003-0.005以内，降低回油背压。 装配好阀芯与手柄连接处，不得别劲。（2）换向不到位定位机构失效，手柄未能扳到位。钢球座圈因磨损导致3个定位槽不能正确定位，或者本来就是因加工和装配尺寸不对；对你转阀式阀为阀盖上的3个钢球定位孔尺寸分布不对。故障排除方法: 补装定位钢球和定位弹簧。 更换钢球座圈，修正阀盖上的3个钢球定位孔。3.5溢流阀的故障分析图3.5 溢流阀Fig.3.5 Relief valve 1-阀座 2-先导锥阀 3-轭铁 4-衔铁 5-弹簧 6-推杆 7-线圈 8-弹簧 9先导阀（1）故障现象：压力波动 故障分析：弹簧

53、弯曲或太软 锥阀与阀座接触不良 钢球与阀座密合不良滑阀变形或拉毛 油不清洁，阻尼孔堵塞 排除方法：更换弹簧如锥阀是新的即卸下调整螺帽将导杆推几下， 使其接触良好；或更换锥阀检查钢球圆度，更换钢球，研磨阀座更换或修研滑阀疏通阻尼孔，更换清洁油液。 （2）故障现象：调整无效 故障分析：弹簧断裂或漏装 阻尼孔阻塞滑阀卡住 进出油口装反锥阀漏装 。排除方法：检查、更换或补装弹簧 疏通阻尼孔 拆出、检查、修整 检查油源方向 检查、补装。 （3）故障现象：泄漏严重 故障分析：锥阀或钢球与阀座的接触不良滑阀与阀体配合间隙过大 管接头没拧紧密封破坏 。排除方法：锥阀或钢球磨损时更换新的锥阀或钢球 检查阀芯与阀

54、体间隙 拧紧联接螺钉 检查更换密封 （4）故障现象：噪音及振动 故障分析：螺帽松动弹簧变形，不复原滑阀配合过紧 主滑阀动作不良锥阀磨损排除方法：紧固螺帽 检查并更换弹簧 修研滑阀，使其灵活 检查滑阀与壳体的同心度换锥阀。3.6减压阀的故障分析(1)故障现象：压力波动不稳定 故障分析：油液中混入空气阻尼孔有时堵塞 滑阀与阀体内孔圆度超过规定，使阀卡住弹簧变形或在滑阀中卡住，使滑阀移动困难或弹簧 太软 钢球不圆，钢球与阀座配合不好或锥阀安装不正确。排除方法：排除油中空气 清理阻尼孔 修研阀孔及滑阀更换弹簧更换钢球或拆开锥阀调整。（2）故障现象：二次压力升不高 故障分析：外泄漏 锥阀与阀座接触不良

55、。排除方法：更换密封件、紧固螺钉，并保证力矩均匀修理或更换。 （3）故障现象：不起减压作用 故障分析：泄油口不通；泄油管与回油管道相连，并有回油 压力主阀芯在全开位置时卡死 。排除方法：泄油管必须与回油管道分开，单独回入油箱 修理、更换零件，检查油质。3.7节流阀的故障分析（1）故障现象：节流作用失灵及调速范围不大 故障分析：节流阀和孔的间隙过大，有泄漏以及系统内部泄 漏节流孔阻塞或阀芯卡住 。排除方法：检查泄漏部位零件损坏情况，予以修复、更新， 注意接合处的油封情况拆开清洗，更换新油液，使阀芯运动灵活。 （2）故障现象：运动速度不稳定如逐渐减慢、突然增快及跳动等现象 故障分析：油中杂质粘附在

56、节流口边上，通油截面减小，使速 度减慢 节流阀的性能较差，低速运动时由于振动使调节位 置变化节流阀内部、外部泄漏 在简式的节流阀中，因系统负荷有变化使速度突变油温升高，油液的粘度降低，使速度逐步升高 阻尼装置堵塞，系统中有空气，出现压力变化及跳动。排除方法：拆卸清洗有关零件，更换新油，并经常保持油液洁净增加节流联锁装置检查零件的精确和配合间隙，修配或更换超差的零件，连接处要严加封闭检查系统压力和减压装置等部件的作用以及溢流阀 的控制是否正常液压系统稳定后调整节流阀或增加油温散热装置清洗零件，在系统中增设排气阀，油液要保持洁净。3.8液压辅助元件故障分析3.8.1过滤器故障分析（1）滤芯破坏变形

57、这一故障现象表现为滤芯的变形、弯曲、凹陷、吸扁与冲破等。产生原因如下：滤芯在工作中被污染物严重堵塞而未得到及时清洗，流进与流出滤芯的压力差增大，使滤芯强度不够而导致滤芯变形破坏。过滤器使用不当，超过了其允许的最高的使用压力。在装有高压蓄能器的液压系统，因某故障蓄能器油液反灌冲坏过滤器。排除方法：及时定期检查清洗过滤器；正确选用过滤器，强度、耐压能力要与所用过滤器的种类和符号相符；针对各种特殊原因采取相应对策。（2）过滤器掉粒多发生在金属粉末烧结式过滤器中。脱落颗粒进入系统后，堵塞节流孔，卡死阀芯。其原因是烧结粉末滤芯质量不佳造成。所以要选择检验合格的烧结式过滤器。（3）过滤器堵塞一般过滤器在工

58、作过程中，滤芯表面会逐渐纳垢，造成堵塞是正常现象。此处所说的堵塞是指导致液压系统产生故障的严重堵塞。过滤器堵塞后，至少会造成泵吸油不良、泵产生噪声、系统无法吸入足够的油液而造成压力上不去。所以，过滤器堵塞后要及时清洗，清洗方法如下：用溶剂清洗。常用的有三氯化乙烯、油漆稀释剂、甲苯、汽油、四氯化碳等。用机械及物理方法清洗毛刷清洗、超声波清洗、加热挥发法、压缩空气吹和用水压清洗等。3.8.2蓄能器故障分析(以NXQ型气囊式蓄能器为例说明)图3.6 蓄能器Fig.3.6 Accumulator（1）气囊式蓄能器压力下降严重，经常需要补气4。气囊式蓄能器的皮囊的充气阀为单向阀形式，靠密封锥面密封。当蓄

59、能器在工作过程中受到震动时，有可能使阀芯松动，使密封锥面不不密合，导致漏气。此时可在充气阀的密封盖内垫入厚3mm左右的硬橡胶垫，以及采取修磨密封锥面使之密合等措施解决。（2）蓄能器不起作用产生原因主要是气阀漏气严重、皮囊内根本无氮气以及皮囊破损进油。排除方法是检查气阀的气密性。发现泄气，应加强密封，并加补氮气；若气阀处泄油，则可能是皮囊破裂应予以更换。（3）吸收压力脉动的效果差为了更好的发挥蓄能器对脉动压力的吸收作用，蓄能器与主管路分支点的连接管道要短，通径要适当大些，并要安装在靠近脉动源位置。否则，它消除压力脉动的效果就差，有时甚至会加剧压力脉动。4.液压凿岩钻机液压系统分析以法国塞可马公司

60、的RPH200型液压凿岩机为例分析其液压系统。该凿岩机的液压系统的液压泵向液压凿岩机的推进机构和钻臂提供所需的压力油。推进液压缸的动作变化由溢流阀和一个三位五通换向阀控制，该换向阀可手动也可液动控制。其工作过程就是：当推进机构工作时，换向阀处于工作位置，即推进时处于右位，后退时处于左位。而溢流阀起到调整推进液压缸工作压力的作用，将工作压力控制在10Mpa。系统中安装了一个调速阀，实际上是一个单向节流阀，它可以根据不同的工况来调整推进机构的推进速度，而推进机构后退则不起作用。顺序阀是并联在推进液压缸的进油路上的，是一个液控二位三通阀。当推进动作使得钎杆与岩石接触时，推进系统受到岩石的反作用力，推进液压缸内的油压会升高，当油压超过3Mpa时，顺序阀由右位换至左位，油液通过顺序阀流入凿岩机防打空控制阀，控制冲击机构工作。如果岩石内有空穴等原因造成钎头突然钻空的现象，则会由于推进液压缸的压力的突然降低，而使顺序阀由于启动压力不足回到原来的停止状态，冲击机构便停止工作。 液压泵还需要向凿岩机的回转机构提供液压油。回转马达由带溢流阀的手动三位五通阀控制。溢流阀调节液压马达的工作压力，控制在20Mpa内。手动三位五通阀则起定位的作用。当换向阀处于左位时，液压马达正转；处于右位时，马达反转。马达工作油路与水压控制液压阀相连，并且顺序连接到推进机构的推