煤矿用掘进钻车故障分析与排除

2022-09-11

我国许多煤矿岩巷掘进都在使用双臂凿岩、履带式掘进钻车 (以下简称“钻车”) 。该种钻车具有机身小、结构紧凑、工作效率高、安全系数高等特点, 故得到广泛应用。在使用过程中该钻车出现的主要故障集中在液压系统和水路系统中, 而用户在使用与维修时对其原理仍不甚了解, 以致钻车出现故障不能及时排除, 影响钻车的正常运转, 从而耽误岩巷掘进。本文结合工作实践, 就煤矿用掘进钻车常见的故障进行分析总结。

1 油泵不能正常启动

油泵电机不能正常启动, 这是钻车最常出现的一个典型故障, 分析此故障主要从电机控制回路入手, 因为该回路串有油温、油位等保护装置。如在供电正常的情况下, 应首先检查油温计指示温度是否超出规定值, 油温过高会加速液压油的氧化, 油质恶化, 使液压油粘度降低, 加速密封件、液压马达、液压泵等液压元件的磨损。如油温过高应先设法将油温冷却到规定值以下, 再行启动钻车。其次, 检查液压油箱油位是否在规定的范围之内, 因目前多数钻车使用的油泵为柱塞泵, 自吸能力相对较弱, 如果油泵长时间抽空, 会造成油泵的损坏。为此钻车设置了油位保护, 并把液压油的液面提高到油泵位置上方, 以确保油泵的正常运行。

2 液压凿岩机不能正常工作

液压凿岩机为整台钻车的核心部件, 钻孔作业主要依靠液压凿岩机的工作进行。液压系统设置了自动冲击、逐步加压等功能, 各部分功能都是为保证凿岩机能正常运转而设立。目前, 钻车配套的凿岩机为旋转、冲击的工作方式, 影响其正常工作主要故障及原因如下。

(1) 搬动冲击手柄, 液压凿岩机无动作。检测冲击回路压力是否正常, 如压力太低, 凿岩机将无法正常工作。冲击回路除操纵阀自身带有安全溢流阀控制压力之外, 还串有逐步打眼溢流阀, 两处溢流阀的压力直接控制凿岩机的冲击压力。如果压力低, 应先对其调整。如排除上述原因后, 则应检查油泵自身出口压力是否正常。

(2) 搬动推进油缸控制手柄, 推动逐步打眼阀手柄后, 凿岩机不能自动冲击。

此故障应考虑以下方面: (1) 从推进油缸回路与冲击回路之间的关系着手。要保证冲击阀能够自动工作, 必须将推进油缸回路的压力提高到顺序阀设定压力值以上, 如回路压力低于此压力, 顺序阀将无法打开, 则冲击换向阀不换向, 凿岩机冲击无动作。在检测推进回路压力是否正常时, 因推进回路除推进操纵阀自身带有的安全溢流阀之外, 还串有逐步打眼溢流阀、调速阀、防卡阀, 其中任意一项液压元件运转不正常都将影响推进回路的正常运行, 故排除方法应为由简到难逐一排除。首先观察调速阀的刻度值是否太大, 旋转其调节按钮使其刻度值停在2~3的位置。其次, 检测推进回路压力是否正常, 可将任意一回路控制管路的接头用螺塞堵住, 检测压力是否正常, 如果压力仍上不去, 则应将其恢复完好, 再堵住另一回路, 以此类推。 (2) 如果测得推进回路压力已经超出自动冲击压力值, 仍然没有自动冲击动作, 则应调节顺序阀自身阀芯至规定值。 (3) 如果排除了上述问题后, 问题仍然没有解决, 则应考虑泵出口压力或推进油缸自身的内泄问题。

(3) 凿岩机能够冲击, 但钻孔速度比正常速度慢。凿岩机所产生的能量借助于其自身的活塞通过钎杆和钎头传递给岩石。在冲击式凿岩中活塞加速到一定速度来冲击钎尾, 冲击能以应力波的形式传递给钎尾, 当应力波传到钎头时, 能量以钎头作用形式传递给岩石使之破碎。此故障应从以下方面考虑: (1) 凿岩机的冲击频率使用不当。凿岩机自身可根据岩石的硬度系数自身的冲击频率, 如果岩石硬度系数大应选择低频率冲击, 相反, 选择高频冲击。 (2) 蓄能器中的氮气不足。凿岩机自身带有蓄能器, 当凿岩机正常冲击的时候, 蓄能器可起到蓄能的作用, 可用来补充冲击流量及驱动活塞加速。蓄能器中氮气不足或没有氮气的时候, 冲击能量会大大的降低, 直接影响打孔速度。 (3) 水量不足。当冲洗钻孔水量不足时, 钻孔过程中会发生重复研磨, 因而使得穿透速度减慢, 增加钻具的磨损, 严重时还会发生卡钻。 (4) 推进油缸提供的进给力不足。在进给力不足情况下, 当凿岩机活塞冲击钎杆时, 凿岩机钎尾不在应有的位置上, 就会导致钎头不能完全抵住岩石, 只有一小部分能量破碎岩石, 而另一部分被消耗掉, 直接影响钻进速度。推进力过大也会造成不良影响:如钎杆和钎尾产生弯曲和磨损, 钎头硬质合金迅速磨钝等。 (5) 钎杆的回转速度太慢。回转的主要功能是使钎头每次冲击钎刃转到一个新的位置, 最佳的回转速度应根据岩石的类型确定。如果回转太慢, 使两次冲击之间的回转距离太小, 导致产生较少的岩屑, 影响钻孔速度。