掘进机多路阀故障分析及解决措施研究

掘进机多路阀故障分析及解决措施研究

刘启印,郭飞,李桐,樊贵贤

三一重型装备有限公司，辽宁 沈阳 110027

摘要：掘进机是煤矿、隧道等地下作业现场生产的重要设备，能有效地提高矿井、隧道施工的生产率。多路阀作为液压系统中德的执行元件，损坏后处理难度大，影响生产效率。本文对掘进机液压系统中多路阀故障进行了分析，提出了处理方法和对策。

关键词：掘进机；液压系统；故障分析；解决措施

引言

在掘进机中，液压系统是掘进机能否正常运行的关键。液压系统多路阀一旦发生故障，将直接影响到整个系统的正常运转，给企业带来经济损失[1]。因此，文章就矿井掘进机液压系统多路阀在使用过程中经常发生的故障，结合实际情况进行了讨论。

1 负载敏感比例多路阀LS无反馈分析

1.1 负载敏感比例多路阀LS无反馈

工作原理：多路阀为多个单片阀组成的比例换向阀，属于控制功能元件，在液压系统中，起到对执行元件的启动、停止或改变方向的作用。多路阀在掘进机上控制油缸、马达等执行元件的启动、停止或改变方向的工作，每一片阀控制一个执行元件。我司使用的油泵为变量泵，油泵的工作直接听令于多路阀LS梭阀反馈的压力，多路阀的LS梭阀反馈压力取决于负载，当LS梭阀反馈的压力正常时，动力源油泵能正常工作；当LS梭阀反馈压力非正常时，动力源油泵不能正常输出压力，此时多路阀就不能起到正常的控制功能。某一单片LS梭阀反馈非正常时，由于阀片间梭阀是串联的，该片阀及后续阀片同样失去控制功能。多路阀在液压系统中的工作原理如图1所示。

图1 多路阀在液压系统中的工作原理图

1.2 故障原因

原因1：液压系统污染，导致LS梭阀堵塞，此故障较为简单，通过清洗基本上可以解决，不再赘述；

原因2：梭阀座松动引起的LS梭阀卡滞故障

1.3 原因分析

为验证此故障，在博士力士乐工厂做了深入探讨并进行了阀座松动试验，以明确此问题原因。

（1）理论分析

共同分析和测量了LS梭阀内钢珠的活动范围，仅为0.56mm（14+12+3.4-4.96-20.04-3.84=0.56 根据图纸计算数据），由于设备震动及第一联梭阀使用频繁，导致第一联单片阀梭阀阀座松动，螺纹后退，将钢球卡死在梭阀座与梭阀堵之间无法动作，造成油路不通，反馈压力无法正常反馈。

（2）试验验证

将已维护正常的五联多路阀的五个梭阀阀座按照下表1调节。

表1 五联多路阀的五个梭阀阀座调节表

试验结果：第三联、第四联、第五联均无LS反馈压力。

由于第一、二联无LS溢流阀和二次溢流阀，试验程序不显示其LS反馈压力，通过试验可知，阀座松开1.5圈后，无LS反馈压力。

通过上述试验，验证了理论假设，梭阀座松动会导致LS无反馈，同事查明由于力士乐工厂产品由德国生产转化为国产时，梭阀座螺纹胶产生了变更，粘度降低，防松效果差

2 解决措施

鉴于售后设备的力士乐多路阀由于“梭阀座松动导致梭阀卡滞，造成各执行元件无动作现象”的故障率偏高，本着以减少售后维修换件，在井下维修为宗旨，携带烟台博森供应商603及638两种螺纹胶，邀请力士乐、工艺研究院、质保部等部门人员到旧件库做在有油液的情况下，试验螺纹胶紧固梭阀座的效果。

603螺纹胶性能简介：高强度；低粘度，容油性；固持过度或过赢配合的孔/轴，容油性好，可在轻微油渍表面使用，初步固化时间30min，24小时完全固化。

说明书特别指出：使用前，保持工件表面清洁，建议使用博森1755清洗剂去除表面油污，以达到最佳效果；

638螺纹胶性能简介：高强度；中粘度；固持间隙配合的孔/轴，初步固化时间5min，24小时完全固化。

说明书特别指出：使用前，保持工件表面清洁，建议使用博森1755清洗剂去除表面油污，以达到最佳效果；

2.1 试验步骤如下

（1）取出五联多路阀，将其阀堵拧开，取出钢球，拆掉梭阀座；

（2）在第一联、第二联阀孔内滴入少许液压油，第三联、第四联阀的梭阀座及阀孔用1755清洗干净。第一、三联的梭阀座涂抹638螺纹胶，第二、四联的梭阀座涂抹603螺纹胶，然后用力矩扳手将梭阀座紧固（力士乐要求紧固力矩为4±0.24Nm）。第一联5Nm，其余联按照力士乐力矩要求进行紧固。

（3）8min后为感受拆卸力度的大小，不用力矩扳手，用2.5mm普通内六角拆卸，第一联用5Nm紧固的梭阀座无法拆卸下来，其余三联均能轻松拆掉。证明603及638螺纹紧固胶在短时间内起不到作用，力矩稍大些可以起到紧固作用。

（4）将拆掉的3个梭阀座重新涂胶后，按照力士乐要求力矩紧固，经过24小时，再次拆卸，有油液的梭阀座可以用普通内六角拆掉，无油液的无法拆掉，进一步证明了螺纹胶在有油液的情况下是失效的。其实验数据如表2所示。

表2 实验数据表

2.2 梭阀座松动的售后故障处理

通过试验验证了在有液压油的状况下，螺纹胶的作用是失效的，稍加大力矩至5Nm效果是明显的。为此，建议对梭阀座松动的售后故障分两种情况处理：

（1）井下维修（有瓦斯不能用1755清洗剂）：用力矩扳手直接将松动的阀座用5Nm的力矩紧固；

（2）井上维修：对生产不紧张的客户，采取井上维修，对拆卸好的座及孔用1755清洗剂喷洗，干燥后涂抹603螺纹胶紧固。维修工具详见下表3：

表3 维修工具表

3 结语

掘进机的多路阀一旦出现问题，就需迅速找到问题的根源，并找到解决问题的办法或措施。但是，因为造成问题的原因通常不是一个方面的，而是多个方面的综合结果。只要找到引起这一现象的根本原因，并有针对性地采取对策，就能将这一现象消除，并将其影响降到最低。以上是多路阀LS卡滞故障的处理办法，建议在今后的工作中，通过不断的摸索，不断的总结，迅速、准确地判断并解决各类故障，从而确保掘进机的正常运行，充分利用设备的优点，更好的服务于生产。

参考文献：

[1]闫超.掘进机液压系统常见故障分析及解决措施研究[J].机械管理开发,2021.

[2]赵培松.掘进机液压系统常见故障分析及排除方法[J].中国科技投资,2016(1).