旋挖钻机液压系统基本培训 2014.05.

第一章 概 述

液压系统是由液压元件组成的能实现预定动作、功能的有机整体。一般来说，包含以下四个组成部分。 1.动力元件：主要指液压泵，其作用是将机械能转换为液体的压力势能； 2.控制元件：包括压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等，以满足执行元件所需的运动方向、速度、转速、力等； 3.执行元件：包括液压缸和液压马达等，其作用是将液体的压力势能转换为机械能，输出到工作机构上去； 4.辅助元件：包括油箱、管路、管接头、滤清器、散热器及各种控制仪表，主要起到连接、监测、保护液压元件的作用。 任何一个液压系统，无论其复杂程度如何，均可分为以上几个部分。

动力元件 主泵：型号 A8VO140LA0K 排量140ml/rad 最大实际流量2X280L/min 副泵：型号 A10VO71DFR1 排量71ml/rad 小齿轮泵: 型号 AZ-PF-1X/016R 用于冷却系统的油泵 2.主泵: 型号 HPR105D-02 排量105ml/rad 副泵：型号 P124-G10085DXZA07 （为双泵左测泵1排量10ml/rad 右侧16ml/rad）

控制元件 右图---先导切换阀 作用: 先导系统的功能切换(如主副卷的切换) 安全与保护(如行走锁定)

执行元件 变幅油缸 实现钻桅高度的调节 倾缸 用于钻桅角度的调节 副卷 辅助提升 动力头马达 动力箱动力输入

辅助元件 液压油箱 液压油温传感器 储存工作介质 散发系统中的热量 分离油液中混合的空气,沉淀物及杂质 检测反馈液压油温度,超过85度,液压油温报警

辅助元件 主回油过滤器: 用于液压系统的过滤杂质,保证液压系统的清洁 液压油散热器: 用于液压油的冷却 液压油温过高或过低都不利于系统的工作,液压油散热器保证其在合适的温度下工作

第二章 液压读图基础

液压制图规范 表 1 线型及适用范围 –原理图 线 型 应 用 粗实线 单件元件轮廓线（示意）、各元件间的连接线 细实线 元件内油道线 线　　　　型 应　　　　　　用 粗实线 单件元件轮廓线（示意）、各元件间的连接线 细实线 元件内油道线 细虚线 控制线、泄漏线 细双点划线 组合元件轮廓线（示意）

表 2 线型及适用范围---其它图纸 线 型 应 用 粗实线 各种液压元件、附件以及一些安装支架等 细实线 指引线、文字说明 细虚线 表 2 线型及适用范围---其它图纸 线 　型 应　　　　用 粗实线 各种液压元件、附件以及一些安装支架等 细实线 指引线、文字说明 细虚线 不可见轮廓线、不可见管线 细点划线 对称中心线 细双点划线 整车外形参考图、在其它图中已表达并在本图中要作为参考的元件

附录A 液压油管简化表示法 A.3 软管简化表示符号 A.3.1 软管由一根粗实线和两端不同连接方式的接头符号表示。  

A.3.3　一端为45°的软管表示法

图 A.4 一端为90°软管表示符号

液压软管代号示列： 西德福： F481CACF101205-1000-180 F481-----软管形式,一层钢丝 轻型:CA/CE/CF---直头 /45度 /弯头 重型:C9/0C/1C---直头 /45度 /弯头 1012-----接头规格 **05-----内径规格05 5*1.6=8mm -1000----软管总成长度 -180----软管接头的空间角度 F481------1钢丝 F381------2钢丝 F371------3钢丝 F781------4钢丝

液压软管代号示列 附件厂常用代号: N481HAHF151508-4200 N481------F481 1515------接头型式 08------中径 N481/N381/N371/N781 HA/HE/HF H0/H2/H4------直头/45度/弯头 FA/FE/FF/------法兰式接头

接头 西德福 GES10LM-WD------直头 螺纹：M14X1.5 GES10LR-WD------螺纹：G1/4 EWSD15L 弯头 ELSD15L 三通 GS15L 直头（两端接管） 附件 I12LM16X1.5ED 直头 I15LG1/4ED 直头 LH15L/ 弯头 Y15L 三通/不带螺母 YL15L 三通 YT15L 三通

附录B---液压接头的图形意义及简化符号

附录C----标准件、密封件、管夹、喉箍及扎带简化表示法 液压系统图中的标准件包括螺纹联接件、密封件、管夹和喉箍。 C.2 螺纹联接件 螺栓、螺钉、垫圈、螺母等螺纹联接件在液压系统布管图中可用中心线简化表示，也可用实际外形表示。见图C.1。

C.2　密封件 C.2.1　O型圈、组合垫圈等密封件如果装配在接头、胶管及硬管中，并随接头、胶管及硬管一起供货时，在液压布管图中不需一一表达。 C.2.2　在装配中需要单独安装的密封件，在液压布管图中不必画出外形，只需从其装配位置或相邻零件处引出件号即可，见图C.2。

C.3 管夹、喉箍及扎带 C.3.1 管夹、喉箍、扎带等管路附件用矩形符号表示，线型为粗实线，见图C.3。 C.3.3　喉箍和扎带线框宽度为5mm，其长度应能覆盖所有需要固定的管路。

第三章 旋挖钻机液压原理

液压系统分类

XR系列钻机液压基本原理简图

XR280主卷扬系统图

第三章 XR200/XR220系列旋挖钻机

一、主回路 主回路采用力士乐A8VO变量双泵（图1）与M8阀（图2）组成恒功率控制系统。变量双泵根据负载的变化调整其输出流量,使泵的输出功率接近负载所需要的功率，从而获得最佳功率应用。在本系统中，通过M8阀为变幅、主副卷扬、左右行走及动力头等执行元件供油。M8阀由液压先导控制，主卷合流在外部实现，动力头合流在内部实现。

副回路 二、 副回路采用力士乐A10VO开式变量泵（图3）与M4阀（图4）组成负载敏感控制系统。这种回路的特点是泵出口压力与负载压力相匹配，始终比负载压力高一个固定压差，流量只与阀芯节流口的开度有关且呈线性关系，与负载压力无关。在本系统中，通过M4阀为加压、转台回转、前支腿、履带伸缩、钻桅变幅等执行元件供油。其中前支腿，履带伸缩均采用液压控制，左右倾缸采用电液比例控制。

三、冷却系统 该冷却系统由齿轮泵、换向阀、齿轮马达和散热器总成组成。换向阀由温度传感器控制，当温度上升到60℃时，换向阀切换，风扇开始工作；当温度下降至50℃时，风扇停止工作。

回转油路 当操作回转动作时，先导油首先到达回转 隔离阀，确保在M4 阀回转联阀芯动作之 前解除回转减速机的制动，以便实现回转 减速机的平稳运转。当松开手柄时，回转 先导油路中压力油经过回转隔离阀回油油 路返回液压油箱，在回转隔离阀的回油油 路中设有节流阀从而达到回转平台平稳停 车的目的。

主卷自放阀块 该电磁阀得电时，主卷马达高、低压两腔 被沟通，可实现主卷的自由下放

第四章 液压系统的维护与保养

旋挖钻机液压油污染的防治办法 前言: 统计资料表明，液压系统的故障有80%以上是因液压油污染所致，任何小的杂质都可能造成液压系统的损坏，发生液压元件的损伤、漏油的现象。旋挖钻机工况系数高，长时间处于工作状态，故在旋挖钻机液压技术的使用中应特别重视液压油液的污染问题。

污染物来源 1) 系统的内部残留,如液压元件、油路块、管道加工和液压系统组装中未清除干净而残留的型砂、金属切屑、焊渣、尘埃、锈蚀物和清洗剂等； 2) 系统外部侵入，如注油和装配过程中带入的污染物，油箱呼吸孔和液压缸活塞杆侵入的固体颗粒和水平。 3) 系统内部生成，如各类元件磨损产生的磨粒和油液氧化及分解产生的有

工作介质污染对液压系统的危害 颗粒污物堵塞和淤积引起元件故障 加剧磨损，导致元件性能衰降 加速油液性能劣化

防止污染的措施 使用前严格清洗元件和系统。 液压元件在加工的每道工序后都应净化，液压系统在装配前后必须严格清洗，用机械的方法除去残渣和表面氧化物，最好用系统工作时使用的油液清洗，不能用煤油、汽油、酒精和蒸汽等作为清洗介质，以免腐蚀元件。清洗时要用绸布或乙烯树脂海绵等，不能用棉布或棉纱。带有锈斑的液压零件，如管接头、阀块、钢管等，属于不合格产品，不予采用。阀块、钢管等液压零件在装配之前都需要彻底冲洗，不准有任何污染物。

防止污染的措施 防止污染物从外界侵入。 在贮存、搬运和加注的各个阶段都应进行防尘密封，保持系统所有部位有良好的密封性，并经常检查，定期更换，防止运行时尘土、磨粒和冷却物侵入系统。在管路安装过程中保持清洁装配，如操作过程不带手套，且保持手的清洁，及时用封住裸露的油口。检修液压部件时擦洗外表之后再拆卸，必免拆卸时落入异物，拆后及时封住油口，必免油口、油液受污染。

防止污染的措施 使用合适的过滤器。 这是控制液压油污染的重要手段。根据系统的不同使用要求选用不同过滤精度、不同结构的过滤器，并定检查、清洗或更换滤芯。旋挖钻机油液的流量和压力都比较大，回油压力不易过大，防止压力过高损坏过滤器的滤芯，可以考滤用压力传感力传感器来检测回油压力，如压力过高，则表明滤芯过脏，要及时进行清洗或更换！

防止污染的措施 控制液压油的工作温度。 旋挖钻机液压系统的工作温度最高不易超过80°C，温度过高对液压装置将产生不利影响，也会加速油液的氧化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限。所以液压装置必须具有良好的散热条件，限制液压油的最高使用温度。另外， 在严寒的冬季，过低的油温会使液压元件的润滑效果大大降低，从而造成关键液压元件损坏，为了确保钻机能正常工作，在启动前应对液压油进行加热，启动后，以中等转速使钻机空转20分钟，待油温升高至正常水平才可以工作。目前旋挖钻机采用的冷却方式大多是油扇冷却，根据系统发热量，选择合适的散热器由为重要。可在油箱内安装温度传感器，使其工作温度随时间反馈给控制系统，当液压系统温度过高时自动停机，从而保证了钻机的安全工作。

防止污染的措施 定期检查和更换液压油。 每隔一定时间，对系统中的液压油进行检查、分析。液压油的换油周期要具体分析，不分析油品情况盲目规定到一定期限就换油是不科学的，不同的液压油有它不同的使用寿命，同一种液压油用于不同的工程机械，不同的环境，不同的管理维护条件，使用期限也不相同。因此在正确使用合理维护的条件下，液压油不变质就可以较长时间使用。反之，管理维护不良，液压油很快变质就必须更换，所以确定换油时间的基本原则，应是检验液压油油品性能状况。是否要更换液压油，主要取决于液压油的变质和污染程度。 确定换油的方法可采用：1）经验判断方法。按介质颜色、气味、透明或浑浊度、有无沉淀物等，对比新介质或凭经验确定是否更换。（此方法存在着一定的人为因素）2）化验确定更换法。介质老化变质，其理化指标有变化，对比相关标准所列指标确定是否更换，这是一种客观和科学的方法。具体指标可查阅表1-1 L-HM液压油换油指标（SH/T 0599-1994）。

附表2-1 L-HM 液压油换油指标（SH/T 0599-1994） 项目 状态 换油指标 试验方法 运动黏度（）变化率% 超过 +15或-10 GB/T 265及本标准第3.2条 水份% 大于 0.1 GB/T 260 色度增加（比新油）号 2 GB/T 6540 酸值 降低/% 或增加值（mgKOH/g） 35 0.4 GB/T 264及本标准第3.2条 正戊烷不溶物% 0.10 GB/T8926-A法 铜片腐蚀（，3h）/级 GB/T 5096

有关液压油污染常见的故障 附表2-2 故障现象 原因分析 排除方法 泵或马达异常发热 常时间大功率工作或油液污染 纠正错误操作 过滤或更换液压油 执行元件无动作，如行走无动作，回转无动作等等， 油路连接或控制错误 平衡阀里的阻尼小孔阻塞的原因 排查管路，测量工作油路压力 拆下平衡阀，清洗阀芯 操作手柄时动作迟缓，或动作时有时无 阀芯卡阻，换向不灵 拆下并清洗阀芯 平衡阀工作时发生过大声响 阀芯卡阻或内部弹簧损坏 液压油温明显过高 安全阀溢流频繁； 冷却不足； 滤网堵塞； 油液污染、氧化、粘度下降。 检查溢流阀 检查油扇的转速和进出口油温的变化是否符合规定值 拆开滤清器检查滤芯 变幅或倾缸自锁效果显不佳，钻机长时间停放钻桅发生缓慢下移的现象 油缸密封失效，产生内泄的现象，或是平衡阀阻尼孔阻塞 更换液压缸油封 清洗平衡阀阀芯

常见故障的排查 序号 故 障 现 象 原 因 分 析 判断及排 除 方 法 1 各操纵手柄操纵无力或动作缓慢 液压系统混有空气 检查是否漏气并排除 液压油温过低、粘度大 预热运转 液压油老化变质 更换新油 先导压力不足 检查液压系统压力不小于30bar 单一油缸无动作或动作缓慢 对应先导油路故障 检查先导油路 油缸油封损坏(外侧漏油) 更换油缸密封 对应溢流阀损坏 溢流阀调到正确压力值或将其更换 2 主卷扬 无动作 制动器开启压力过低/摩擦片烧结等 制动器压力大于18bar,更换摩擦片 提升缓慢 马达溢流阀或主阀二次溢流阀损坏 溢流阀内部弹簧损坏或阻塞，更换 无自由下放或下放缓慢 自放电磁阀没有正常得电或阀芯卡死 检查电路/更换电磁阀 提升或下放抖动 马达平衡阀损坏 冲洗平衡阀阀芯无效后可更换 提钻困难 负载过大或二次溢流阀损坏 指导用户正常操作/检查溢流阀 3 动力头 工作无力 主油路压力不够 查溢流阀 旋转缓慢 主阀阀芯或马达内泄 检查溢流阀或主阀阀芯 反应迟钝 先导油路故障，压力不足

常见故障的排查 序号 故 障 现 象 原 因 分 析 判断及排 除 方 法 4 回转平台不旋转或旋转缓慢 对应先导油路故障 检查先导油路 对应换向阀及其制动阀故障 调整无效可更换 液压马达故障 马达旋转无力,内泄,更换 回转减速机故障 减速机内部有异响,壳体发热,及时更换 回转支承装置故障 齿轮啮合有问题，重新调整 5 行走不动作或动作缓慢(行走严重偏斜) 查看先导油路 对应的换向阀及其平衡阀故障 拆下阀芯清洗无效后可更换马达平衡阀 中央回转接头油封损坏 更换油封 马达内泄愤严重，更换 行走减速机故障 壳体发热，更换减速机 6 液压油温升过快或过高 液压油散热器表面积存污垢 清洗液压油散热器 散热器齿轮泵或齿轮马达损坏 泵或马达有异响，泄露，风散转还明显不够，及时更换 溢流阀开启过于频繁 钻进过快，载荷过大应改变钻进速度

中医四诊 扁鹊/望-闻-问-切 钻机液压故障基本排查流程 望诊:用肉眼观察病人的神、色、形、态。 闻诊:通过医生的听觉和嗅觉来判断病情。 问诊:与病人交流,了解情况。 切诊:中医上主要是切脉。  

钻机故障：“四诊” 钻机液压故障基本排查流程 望诊——机器的故障表现。如马达动转是否稳定，油缸伸缩是否正常 闻诊——听声，开机执行动作，是否有异响。如液压油散热器叶片损坏旋转不匀会有很大的噪音。 问诊——与机手或相关人员交流，了解整机的情况。如油温过高是天气的原因，还是机器本身的原因 切诊——用仪器（压力表，流量计），测量相关参数是否符合设计要求，如可用压力表测量主卷制动口的开启压力是否正常

注意事项 只有经过专业培训人员才能进行液压系统的检修 液压故障的解决大多是一个排查的过程,从最简单基本的方法开始,不可盲目行动. 以上内容只是对一些常见的问题在实践所总结出来的基本经验和解决方法,故障的产生原因或排除方法没能一一列出,要根据实际灵活掌握.