旋挖鉆機液壓系統(tǒng)故障診斷及維修方法分析

遼寧省冶金地質(zhì)勘查局四〇三隊 114018

摘要：近幾年來，隨著我國改革開放及基本建設的向前發(fā)展，對公路、鐵路、高層建筑、港口碼頭的基礎樁施工，提出了優(yōu)質(zhì)、高效、快速的要求。原有的沖擊鉆、正、反循環(huán)回旋鉆機不能滿足工程的施工要求，已被旋挖鉆機的投入使用所代替。但旋挖鉆機在使用過程中其液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)各種設備故障，因此，研究、探討和總結旋挖鉆機在施工過程中的液壓系統(tǒng)故障及診斷維護方法具有十分重要的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：旋挖鉆機；故障分析；原因；維護處理

一、旋挖鉆機在國內(nèi)的應用情況

旋挖鉆機是在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來的新型鉆孔設備。我國從上世紀80年代開始引進吸收，但一直沒有取得太大的進展。直到2001年國家重點工程青藏鐵路大規(guī)模施工啟動后，由于青藏鐵路施工地層很多是永凍的土層、砂礫、不規(guī)則泥頁巖、還有軟硬互層灰?guī)r，有的凍土層厚度達百米以上，適宜用旋挖鉆成孔工藝進行施工，中鐵集團開始在青藏鐵路上大面積推廣應用旋挖鉆進行樁基成孔。至此，旋挖鉆成孔施工工藝在國內(nèi)較大范圍內(nèi)迅速推廣，但由于旋挖鉆成孔施工工藝尚屬新推廣應用的工藝，至今尚無統(tǒng)一的施工技術規(guī)范。

二、旋挖鉆機性能結構簡介

目前，國內(nèi)常見的旋挖鉆機基本都是由國外引進的基本組成及工作原理：各型旋挖鉆機均為全液壓履帶自行式，結構大同小異，都是由主機、履帶式底盤、鉆架、動力頭、加壓油缸、主副卷揚等部分組成，并全部安裝組合在履帶式底盤上。其工作原理也完全相同，都是由全液壓動力頭產(chǎn)生扭矩，由安裝在鉆架上的油缸提供鉆壓力，并通過伸縮式鉆桿傳遞至鉆頭，鉆下的鉆渣充入鉆頭，由主卷揚提拔出孔外。

三、旋挖鉆機液壓系統(tǒng)的故障原因分析

旋挖鉆機液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因可分為內(nèi)因和外因兩個方面。

3.1內(nèi)在原因：①設計時確定的技術參數(shù)不合適；②系統(tǒng)結構設計不合理；③所選用的元件不符合要求；④系統(tǒng)安裝未能達到技術規(guī)范要求；⑤零部件的加工制造質(zhì)量不合格；⑥某些零件經(jīng)長期使用后出現(xiàn)的正常磨損。

3.2外在原因：①設備運輸或安裝中引起的損壞；②使用環(huán)境惡劣；③調(diào)試、操作與維護不當；④電網(wǎng)電壓異常。在旋挖鉆機液壓系統(tǒng)故障診斷的工作過程中，需要判定故障的性質(zhì)與嚴重程度，查找失效元件及失效位置，并及時分析引起故障的初始原因，結合故障機理分析來預測故障發(fā)展趨向。

四、旋挖鉆機故障診斷方法

4.1主觀診斷法

主要是依靠簡單的診斷儀器，憑借個人的實踐經(jīng)驗，判別故障發(fā)生的部位及其原因。要求診斷人員具有液壓系統(tǒng)基礎知識和較強的分析能力，方可保證診斷的效率和準確性。主觀診斷法具有方便、快捷、實用的特點，在現(xiàn)階段仍有一些液壓設備用戶在延用。但是它也存在著局限性，由于人們的感覺不同，判斷能力和實踐經(jīng)驗有差異，因而對所掌握的客觀情況的分析結果也就不同。

4.2基于模型診斷法

基于模型的診斷法是先運用一定的數(shù)學手段描述系統(tǒng)某些可測量特征量，這些特征量在幅值、相位、頻率及相關性上與故障源之間存在著聯(lián)系，然后通過測量、分析、處理這些特征量信號，來判斷故障源所在。這種方法實質(zhì)上是以傳感器技術和動態(tài)測試技術為手段，以信號處理和建模處理為基礎的診斷技術。

4.3智能診斷技術

液壓系統(tǒng)故障智能診斷技術是人工智能技術在液壓系統(tǒng)故障診斷領域中的應用，它是計算機技術和液壓系統(tǒng)故障診斷技術相互結合與發(fā)展進步的結果。智能診斷的本質(zhì)特點是模擬人腦的機能，又能比人腦更有效地獲取、傳遞、處理、再生和利用故障信息，成功地識別和預測診斷對象的狀態(tài)。因此，智能診斷技術是液壓系統(tǒng)故障診斷的一個極具生命力的發(fā)展方向。目前的智能診斷研究主要從兩個方面開展：基于專家系統(tǒng)的故障智能診斷技術和基于神經(jīng)網(wǎng)絡的液壓系統(tǒng)故障智能診斷技術。

五、旋挖鉆機液壓系統(tǒng)故障維修技術

對于旋挖鉆機液壓系統(tǒng)的故障檢測和維修要通過對不同元件進行分析之后，找出發(fā)生故障的部位，然后再采用具體的措施進行維修。在進行檢修時，不能盲目的進行系統(tǒng)的拆解，一定要在仔細的進行完系統(tǒng)分析后才下定論。

5.1液壓泵的維修

旋挖鉆機液壓泵屬于液壓系統(tǒng)中的重要部件，液壓泵主要的故障就是液體油泄漏，由于液體油的泄漏會使設備不能達到預定的壓力或者流量，從而出現(xiàn)機械故障。而引起泄漏的主要的原因是因為一些部件的老化，例如軸承、齒輪的磨損和損壞等等。對于一些齒輪泵，其齒頂會因為長時間的摩擦產(chǎn)生毛刺，這都會影響油泵的使用時間。

5.2旋挖鉆機液壓馬達的維修

相比較其他的部位，液壓馬達發(fā)生故障的概率最低。對于液壓馬達只要做好日常的維護工作，防止其被油垢污染就可以大大降低其故障發(fā)生率。因此，對液壓油的質(zhì)量要嚴格把控，減少其雜志的含量，防止對設備進行磨損。另外。還用注意油管的使用情況和維護，防止空氣進入油管，因為一旦有空氣進入就會造成設備振動。對于液壓泵的維修主要是設備維護方面，及時清理油污和設備內(nèi)的空氣。

5.3旋挖鉆機液壓油缸的維修

液壓缸是液壓系統(tǒng)重要的運轉部件，承擔著重要的作用。液壓缸主要的故障時漏油和運行爬行。對于漏油故障主要是由于缸頭的密封部件磨損造成的，因此更換磨損的密封部件就可以了。液壓缸耳釘運動爬行的故障的原因有很多，例如油缸內(nèi)侵，空氣的進入，密封的過緊，活塞桿與活塞不同心等等。另外，液壓油的雜質(zhì)太多和平衡閥也會造成其發(fā)生故障。具體的維修是通過觀察油缸油管，查看接口處是否有油漏出，如果油缸在收縮說明油缸內(nèi)漏；如果接口有油漏出說明平衡閥出現(xiàn)了故障。

5.4控制閥的維修

控制閥是對液壓系統(tǒng)進行系統(tǒng)調(diào)控和調(diào)節(jié)的元件。因為屬于控制部件，因此各個部件之間的配合要求比較嚴格，對于部件的精密性也有很高的要求，因此在維修時要非常的注意。如果是密封部位發(fā)生故障，那么在進行維修時一定不能轉動閥芯，避免影響閥芯的密封部位。如果是閥芯的接觸線發(fā)生磨損，要對接觸線進行修正和研磨。另外，閥芯的調(diào)壓彈簧也經(jīng)常發(fā)生故障。

六、結語

旋挖鉆進技術及設備在基礎工程施工中具有一系列無法比擬的優(yōu)點，但其液壓系統(tǒng)在使用過程中容易出現(xiàn)種種故障，而液壓系統(tǒng)故障具有隱蔽性、復雜性、隨機性、模糊性及分散性等特點，盡管國內(nèi)外學者對液壓系統(tǒng)故障診斷進行了深入廣泛的研究，但實際診斷過程中仍面臨許多問題。隨著相關學科的新技術、新理論的不斷引入和融合，結合傳統(tǒng)診斷方法，探索和發(fā)展更多的智能診斷技術，液壓系統(tǒng)的故障診斷技術及維修方法必將得到進一步完善和發(fā)展。另外，對于一些預防的方法也是不能忽視的，故障的預防在很大程度上不僅是對設備的一種保護，更是節(jié)省了維修的成本，把故障的損失降到了最低。

參考文獻：

[1]戴振洋.淺談旋挖鉆機的施工應用及常見問題處理[J].山西建筑，2010，第8期：343-344.

[2]范士娟，楊超.液壓系統(tǒng)故障診斷方法綜述[J].機床與液壓，2009.

[3]黃志堅、吳百海.液壓設備故障診斷與維修案例精選.化學工業(yè)出版社，2009年.