斗轮机液压系统故障原因分析

摘要： 本文分析了燃煤电厂斗轮机液压系统轴向柱塞泵、俯仰油缸、换向阀、溢流阀、节流阀、平衡阀、防爆阀等常见故障原因、故障现象及解决方法。

Abstract： This paper analyzes the causes and phenomenon of common error of axial plunger， pitch oil cylinder， reversing valve， overflow valve， throttle valve， balancing valve and explosion-proof valve and proposes solutions.

关键词： 斗轮机；轴向柱塞泵；油缸；换向阀；溢流阀；节流阀；平衡阀

Key words： bucket wheel machine；axial piston pump；oil cylinder；reversing valve；overflow valve；throttle valve；balancing valve

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）03-0066-02

1 概述

我厂2台DQ800/1940.30型斗轮机由长春电力设备总厂制造安装，2台DQL3000/1200.35型斗轮机由中国华电工程公司制造安装，液压系统主回路（见图1）设计工作压力10Mpa，最大工作压力为16Mpa，自2003年投运以来，工作状况较好，2008年开始问题较多，主要表现在：液压泵易产生噪音、出力不足；俯仰油缸不动作、内泄漏；俯仰油缸在轨下时抬不起来；俯仰油缸爬行、工作压力不足速度下降；三位四通换向阀卡死；比例放大卡故障；防爆阀故障；其他液压阀件及液压油易污染等故障，以下逐一论述。

2 轴向柱塞泵的故障及解决方法

我厂斗轮机使用的液压泵为25SCY14-1B型PVT38-2R1C型轴向柱塞泵，液压泵出现的故障和造成的原因是很多的，但从实践来看，造成故障的原因主要有：

2.1 常见的故障现象及原因分析

2.1.1 液压泵本身的原因引起的故障 轴向柱塞泵为容积式液压泵，因此就要求加工精度达到一定要求，表面粗糙度、配合间隙、形位公差和接触刚度等符合技术要求，泵经过一段时间的使用后有些加工质量问题容易暴露，主要表现是技术精度要求遭到破坏，或者密封件老化，实践中发生内泄漏、负载大时流量不够，这样的故障不易排除，因此在未明确故障原因时，一般不轻易拆泵。

2.1.2 由于外界原因引起的故障 实践中，外界因素是泵故障主要原因，这些外界因素主要包括：①液压油。油液是维持液压系统正常运行的介质，油质的好坏，直接决定系统运行稳定性。油液粘度过高，会增加吸油阻力，导致空穴现象，使压力和流量不足，高温季节油泵温度升高，密封件易老化；油液粘度过低会增加泄漏，降低容积效率，并容易吸入空气，造成冲击或“爬行”。②泵的安装。泵轴与驱动电机轴的联接应该有很好的同轴度，同轴度偏差为0.02mm，如果同轴度超差，可导致不规则噪声和振动，泵的吸油管和排油管接头处，密封必须要好，不能有空气进入。

2.2 轴向柱塞泵故障的解决对策 ①柱塞泵噪声、振动严重。故障排除流程。②采用大容量的吸油过滤器及大口径吸油管，减少管道局部阻力，防止空气进入系统形成空穴现象，消除泵内油压的急剧变化。③为吸收泵的流量和压力脉动，一般可在泵的出口安装蓄能器或消声器，以吸收脉动造成的影响。④泵和电动机装在油箱上，应采用橡胶减振垫，振动值≤0.04mm～0.06mm。联轴器同轴度偏差径向≤0.03mm以内，轴向≤0.10mm。⑤压油管与泵联接的一段采用耐油橡胶软管，对管路与泵体进行隔离，减少泵体的轻微振动经管路形成放大现象。

3 俯仰油缸常见故障现象及对策

我厂斗轮机液压俯仰油缸为DG-JB280E-E1-L2型双作用油缸，直径280mm，行程1500mm，工作压力16Mpa，及350/250-1880/3365单作用油缸。

3.1 常见的故障及原因分析

3.1.1 油缸漏油 漏油是斗轮机俯仰油缸常见的故障，其形成的原因主要是密封件磨损、破裂或使用后压缩产生永久性变形；缸筒与缸盖结合部位产生外泄漏；由于振动导致进出管口联接松动产生泄漏，以上三种泄漏主要是外泄，外泄易检查，在生产实践中都很普遍，最危险的是内泄漏，不易发现，对设备的危害也是最大，严重时油缸不能动作，斗轮机瘫痪，检测是否内泄漏主要是对油缸上下腔进行检测，如有压差证明就有内泄漏，内泄漏严重油缸需解体大修。

3.1.2 油缸工作时出力不足或速度下降 油缸工作时经常出现出力不足现象导致悬臂不举，或比正常运行时速度有所减缓，原因主要有：①活塞皮碗配合间隙过大，或密封件损坏，导致油缸内泄。②活塞皮碗配合间隙过小，密封件过紧导致运动阻滞力增大，损坏密封件。③液压油温升太高（一般应小于60℃），导致粘度下降，增加了油缸内泄量。

3.1.3 油缸本身的原因 本身原因主要是加工或二次加工，由于加工质量较差导致加工精度偏差，从而形成缸内壁粗糙，损坏密封件，在高压作用下形成油液泄漏。

3.2 常见故障的解决对策

3.2.1 油缸漏油 ①油缸皮碗、骨架油封等选型要合适，安装前检查有无老化；②安装密封件前，检查接触处有无毛刺，光洁度达到安装要求。

3.2.2 油缸“爬行” ①在斗轮机运行中，应在适当时机对缸内进行排气，排气装置调整前，应先将缸内工作压力降到（0.5～1）Mpa左右，严禁在正常工作压力下进行排气操作，当推杆到达行程末端时压力升高的瞬间打开排气塞，在开始返回之前应立刻关闭，在喷出白浊色的泡末状油液后，空气排尽。②液压缸端盖处密封圈压得松紧度要正合适，不能太松，也不能太紧。③缸内腐蚀、拉毛：对缸内腐蚀、拉毛现象，应进行镗磨或重新镀铬。

4 溢流阀常见故障及对策

在斗轮机液压系统中，DB20-1-30/315型先导式溢流阀的作用至关重要，通过阀口的溢流，使液压系统压力维持恒定，实现系统卸荷，限定系统压力的作用。

4.1 溢流阀故障现象及原因分析 ①溢流阀调压失灵。②压力波动大。③阀体泄漏。④阀件本身原因。弹簧变形、太软或断裂，阀芯变形、阀芯配合或锥阀磨损等。⑤外部因素。油液中侵入空气或杂质，引起阀芯卡阻或导致阻尼孔被堵塞，先导阀锥阀关闭，不能产生压力降则进出油口不能接通，系统不能溢流。

4.2 常见的故障现象及对策

4.2.1 溢流阀调压失灵 溢流阀调压失灵是溢流阀常见故障中发生率最高的，占溢流阀故障的70%。溢流阀因其在斗轮机液压系统中的重要性，应做好定期的检查和维护，做好充足的备品。

4.2.2 压力波动大 导致溢流阀压力波动大的主要原因是弹簧变形、锥阀与阀座孔接触状况较差，阀芯变形拉毛，阻尼孔堵塞等，阀件一般要实配研磨，而阻尼孔堵塞往往是油液不达标的征兆，需要考虑更换油液。

5 换向阀常见故障及对策

我厂斗轮机使用4WE16HG-50/6AW220型交流电磁换向阀，换向时间为0.01s～0.02s，及4DP02-3E02F80-03B1-G12C1比例换向阀，在斗轮机液压系统中，主要是利用电磁铁推动阀芯来变换液流方向，控制液流通断和改变流向，从而完成斗轮机规定的俯仰或回转动作任务。

换向阀故障现象及原因分析 ①不换向。不换向的原因主要有两个，一是“电”，线圈故障导致换向失去驱动力，一是“力”，阻力、弹簧力、滑阀平衡力等不适当，都有可能造成电磁换向阀不换向。判断是“电”还是“力”的原因，一般可先通过手动方式试验，如果手动正常且不需额外用力，则可初步判断为“电”的原因。②电磁铁过热。③电磁铁动作相声大。④自身原因。弹簧力过大、过小或断裂，滑阀拉伤或卡死、电磁铁缺陷、电气等原因都有可能导致换向阀不换向、换向不灵、噪声及振动等故障。⑤外部因素：1）斗轮机泵房防水防潮性差，导致电磁换向阀线圈绝缘破坏，线圈烧毁导致电磁换向阀不能自动。2）油液中侵入空气或杂质，引起滑阀卡阻、拉毛，堵塞油路。

6 节流阀常见故障及对策

斗轮机液压系统使用Z2FS16-20型节流阀主要是通过调整节流口，改变流量的大小来达到调节改变俯仰、回转速度的目的。

6.1 节流阀故障现象及原因分析 ①节流阀失灵或调节范围不大。②运动速度不稳定。运动速度不稳定主要指节流阀在运动中，出现逐渐减慢、突然增大或跳动等现象，造成以上现象的原因主要有：1）油口杂质堆积或粘附在节流口边上，减小了通流截面导致单位时间内流量减小，造成执行机构速度减慢。2）由于振动使节流口发生变化，导致节流性能差。3）节流阀内泄。4）系统中存在大量空气，形成油气两相混流，导致油液断续，节流阀流量不连续、均衡，造成执行机构不能平稳动作。③自身原因。安装或制造精度不达标、阀芯与孔的间隙大、节流阀密封件损坏等造成泄漏，节流口阻塞或阀芯卡住使调节失灵。④外部因素。1）斗轮机泵房隔热措施少，温度易积聚导致系统温升过高。2）油液中侵入空气或杂质，引起滑阀卡阻、拉毛，堵塞油路。3）斗轮机的振动导致节流阀调节值发生漂移。

6.2 常见故障的解决对策 运动速度不稳定：①针对此种情况，有必要时需增加节流锁紧装置，避免振动导致系统流量突变。②节流阀内泄，节流阀解体后需要检查精度和配合间隙，及时修正或更换超差零件。③可增加散热装置，降低系统油液温度。

7 平衡阀及防爆阀常见故障原因分析

我厂华电斗轮机液压系统是派克公司设计的，平衡阀型号为ZNS-AB02-5-S0-D1，平衡阀阀口开度调节不当会造成俯仰速度不稳定、不均匀，或快或慢，甚至悬臂发生抖动，长期使用会导致控制比例换向阀的比例放大卡损坏，导致系统停止工作，所以调试时一定要调试好；防爆阀型号为FQGA-XAN-1CX（90LPM），防爆阀主要防止管路突然破裂，系统出现事故，但也会有负面作用，比如斗轮机在轨下取煤时流量不能太大、斗齿不能啃地面、否则负载将会很大，煤堆塌方时更严重，当系统流量快速增加，防爆阀会误认为管路爆破而锁死，导致系统背压建立不起来不能正常工作。

8 结语

从斗轮机液压系统历年来常见故障分析得出结论，导致斗轮机液压系统运行不稳定的主要因素包括：入侵液压系统的空气、煤尘及其它杂质、斗轮机运行中的振动、斗轮机换向运动的冲击等因素，要减少斗轮机液压系统日常故障，必须从源头着手，减少液压系统污染、堵塞、夏季要防止液压油超温、防止空气进入液压系统造成振动和冲击、选用好的密封元件，避免产生内泄漏现象；要建立封闭式液压泵站，防止粉尘进入液压系统，泵站内安装空调便于调节液压油温度，尽可能改善液压系统工作环境。

参考文献：

[1]陈迎辉.浅谈激励机制在煤炭企业管理中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（04）.

[2]黄雨萌.浅析煤炭企业的绩效管理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（05）.

[3]王君，严志勇，寇建玉.火电厂节油点火技术探讨[J].中国电力教育，2013（05）.