阿特拉斯CDM75E钻机回转系统故障诊断与排除

杨智华

国家能源集团神华准格尔能源有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 010300

液压传动的广泛程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一，随着我国露天开采技术不断发展，矿山开采中液压机械设备的种类越来越多，大批新型的、大型的液压设备出现在生产第一线，大大提高了施工效率，同时节约了开采成本[1]。由于新型液压机械的结构比较复杂，技术性能较高，设备在日常使用中由于自身磨损、环境相对恶劣，操作人员的不当操作等因素而加大故障发生率，因此对液压机械设备进行故障分析是相当必要的，由于液压故障具有隐蔽性、多样性和复杂性的特点，要对出现的问题进行快速准确的排除，恢复其使用性能，确保设备出动率，保障安全生产，使液压机械设备能够发挥其最大的作用，是件十分有必要的事情。

1 液压故障一般诊断方法

作为一名维修工，故障设备就是我们的病人，如何快速准确发现故障原因，并及时排除故障是十分重要的，努力做到故障的初期诊断、及时排除、把故障消除在萌芽状态。这就需要我们有一套比较系统全面的检修工艺，通过对一线设备出现的故障进行分析总结，形成了液压故障“六步”诊断法。

第一步，询问，对故障设备的操作人员进行详细询问，故障发生前、发生时和发生后的具体情况，掌握故障发生的过程，结合以往检修经验对故障原因进行初步判断。第二步，观察，对设备进行观察，油管接头阀块是否渗漏，油水是否缺失，压力是否正常，机械零部件是否损坏和设备运行中是否存在抖动、爬行以及运行不均匀等情况，对故障原因进行判断[2]。第三步，听声，由于液压故障具有隐蔽性和复杂性，很多是从表面发现不了的，通过听取运行改造设备的工作声音，如是否存在如尖锐的刺耳声、如吱吱声、如哒哒声和冲击声等，来确定故障原因。第四步，温度，对液压元件如泵、马达、阀块和油液进行温度测定，通过温度的变化来查找故障原因。第五步，震动，对于一个正常的液压系统，一般运行时零部件震动均匀，幅度较小，通过用手或借助工具对运行中的泵体、马达、阀块的震动情况进行检测，来确定故障原因。第六步，仪器，使用先进仪器进行检测故障，通过一些传感装置（如位置、速度、压力等）对故障进行诊断。

2 CDM75E钻机无回转故障的诊断与排除

阿特拉斯．科普柯生产的CDM75E钻机为履带式、顶驱回转头的多杆成孔回转钻机，钻孔直径可达为251毫米到270毫米；可装载5根10．7米长的钻杆，钻孔深度可到达53．3米；钻头设计负载34020千克；整机重60000千克的大型电动机驱动钻机，主要有行走系统，动力系统，加压-提升系统和回转系统组成。

阿特拉斯CDM75E钻机无回转故障，出现在电器方面，机械方面和液压方面三方面。出于诊断的时间、效率、成本的考虑，我们一般遵循从简单到复杂的诊断方式，及电气到机械再到液压系统。

2.1 电器故障原因分析与排除

（1）操作开关（如回转控制手柄、扭矩调节旋钮）出现故障，指令无法正常传达，电器原件无法收到指令，不能正常工作。可以使用万用表进行检查手柄电流与电压来判断故障点，通过修复开关（如控制手柄、调节旋钮）或更换开关来排除故障。

（2）主泵控制电磁阀线路故障，线路接触不良过断开，使主泵排量控制电磁阀电流变小，或没有电流通过，造成电磁阀不动作过不能完全打开，使主泵没有输出。使用万用表进行线路检查来确认故障点，修复故障线路来排除故障。

（3）FMEA阀（扭矩压力控制阀）控制线路故障，使FMEA始终处于通路，主泵直接泄压，使用万用表对FMEA阀进行电压与电流测定，通过修复或更换FMEA阀来排除故障。

（4）主泵电磁阀阀芯故障，当有杂质进入阀芯或阀芯磨损弹簧断裂等导致阀芯卡死，阀芯不能正常工作，造成主泵没有输出或排量较小，对电磁阀阀芯进行冲洗或更换来排除故障。

2.2 机械故障原因分析与排除

（1）动力源电机和泵齿轮箱连接对轮的齿轮损坏，使电机与泵齿轮箱连接失效，电机产生的能量将无法传递到泵齿轮箱来带动主泵工作。检查对轮连接情况，可以更换对轮来排除故障。

（2）泵齿轮箱内部零件损坏（如齿轮，轴承，花键），使齿轮卡死或啮合脱开，主泵将没有动力来源，液压系统停止工作，对泵齿轮箱进行修复或更换泵齿轮箱总成。

（3）回转减速箱内部零件损毁（如马达连接花键，齿轮，轴承），造成减速箱卡住或内部脱开，此时虽然液压系统工作正常，到马达产生的能量无法通过减速箱传到钻具上，对回转减速箱损坏的零部件进行修复或更换回转减速箱总成。

2.3 液压系统故障原因分析与排除

一个完整的液压系统包括一下五部分，动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。对于液压系统故障的排除也从上面五部分进行分析与排除。我们一般遵循从容易检修元件到困难检修元件的诊断流程，来最大速度的节约时间、成本和提高检修效率。

（1）主泵故障：①检查主泵输入轴是否完好。②检查主泵工作内部是否存在故障，造成内部磨损严重内卸严重。③检查主泵的排量调节是否为零。④检查主泵溢流压力调定是否偏低你。主要通过检查主泵的工作温度，声音，震动，压力和排量等来确定。可以通过更换主泵，重新调定排油压力，排量，来排除故障。

（2）控制元件故障：①换向阀块故障，检查是否存在换向阀卡住不能正常换向，可以通过检查除尘测行走（行走系统与回转系统公用同一主泵）是否正常来确定故障点。②FMEA阀（扭矩压力控制阀）故障，使主泵压力全部泄压，回转液压系统没有压力不能工作，可以通过用6#封堵FMEA回油管来确定故障点。可以通过冲洗阀芯或更换阀块来排除故障。

（3）回转马达故障：①检查回转马达输出轴是否完好，马达内部零部件是否损毁，造成卡住或内卸严重，必要时更换马达来排除故障。②检查回转马达溢流阀设定压力，检查阀芯工作是否正常（是否卡住），使马达的溢流压力过低或一直处于泄压状态，造成无力驱动回转减速箱，可以通过从新调定溢流压力或更换溢流阀来排除故障[3]。③检查马达的排量调定是否太小，检查排量调节器是否工作正常，如果排量设定为零或较小，调节器故障时，马达都可能没有输出。可以通过从新调定排量或更换排量调节器来排除故障。

（4）存在渗漏，检查回转系统油管，接头密封和液压阀块是否存在漏油情况，可以通过跟更换密封圈或油管来排除故障。

（5）液压油原因，油液是否缺失，型号是否正确，油品出现变质等情况，可以通过补加或更换油品来排除故障。

3 液压故障的预防方法

作为一名维修人员当故障发生后才进行必要的检修是不全面的，我们在日常检点和保养中，需重视液压故障的预防，重点保证油品的质量。第一，保证液压油的清洁，增设一些保护装置，防止污染物进入液压系统，把油液中的污染物及时清理出去。第二，通过改进系统，增设控制污染发生的设备和设施等。第三，定期对液压油进行更换，油品的选择，要保证具有适合的粘度，良好的润滑性，腐蚀性小，抗锈性、氧化稳定性、抗泡沫性和抗乳化性好等特点。

4 结语

未来随着液压技术的不断发展，在矿山开采中发挥的作用将会与日俱增。液压机械设备能否安全高效的运行，将直接关系到矿山开采的效率与成本。新的液压技术，就要求我们具备更高的维修技能，来应对液压故障的隐蔽性、多样性和复杂性，提升维修人员的故障分析与排除能力势在必行，来延长液压机械设备的使用寿命，降低设备故障率，节约维修成本，确保设备能够发挥最大效益。