H175液压三臂凿岩台车结构及常见故障原因浅析与排除

H175液压三臂凿岩台车结构及常见故障原因浅析与排除潘素芳（广东省水利水电第二工程局，广东增城511340）摘要：液压三臂凿岩台车在矿山法隧道掘进施工中起关键作用。结合我局阶段性使用H175液压三臂凿岩台车的实际情况，适中介绍了H175液压三臂凿岩台车的结构、特点、常见故障与排除，便于新、老技术人员、操作人员在需要时能迅速了解，从而驾驭H175液压三臂凿岩台车开展隧洞掘进工作。关键词：三臂凿岩台车工；结构；特点；常见故障；排除由于工作上的需要，笔者在东深供水三期扩建工程和东深供水四期水质处理工程期间组织并参与了多期的H175液压三臂凿岩台车技术培训班和技术研讨班，现将个人对H175液压三臂凿岩台车的结构、特点和常见故障及排除作一概述，供相关人员参考。1H175液压三臂凿岩台车总体结构、特点概述液压三臂凿岩台车是隧洞开挖掘进的专用设备。H175液压三臂凿岩台车由瑞典阿特拉斯公司制造。H175液压三臂凿岩台车主要由DC165H底盘（TD61AVOLVO发动机）、BUT35钻臂、BHU38动力站、BMH614推进器、COP1238ME液压凿岩机、电气系统等组成。主要特点是：（1）使用COP1238ME液压凿岩机进行钻孔作业；（2）操作方便的半自动开眼；（3）自动保护的防卡钎装置；（4）配用定位准确、迅速而方便的BUT35钻臂；（5）所有钻臂铰接处均装有可调整的膨胀轴；（6）准确的平动机构；（7）在整个工作面无盲区。主要技术规范见下表：底盘：DC165H发动机VOLVOTD61A116kW(157hp)在2500r/min时电气系统24V行走速度最高16km/h传动系统ZF型液力变速爬坡能力1：4（当驱动轮上承受最大载荷时）制动系统压缩空气制动，带有停车制动和紧急制动轮胎12.00-24/18层，在钻臂端两侧各为双轮转向系统带有手动紧急操纵器的动力转向钻臂：BUT35重量3000kg（不包括推进器和凿岩机），钻臂伸缩1600mm平行保持完全推进器翻转360°推进器补偿1600mm动力站：BHU38数量BHU38-3油泵电动机3×45kW电源电压380V电源频率50Hz液压泵3×轴向柱塞双泵系统压力25MPa液压油箱容量350l液压油N46、N68抗磨液压油推进器：BMH600系列型号BMH614总长5895mm最大钻孔深度4005mm钎杆长度4305mm重量570kg(包括凿岩机)最大推进力12.5kN液压凿岩机:COP1238ME钎杆R38最大冲击功率15kW冲击频率40～60Hz冲击机构系统压力15～25MPa润滑用压缩空气消耗量（在0.2MPa时）2.5l/s耗水量(在1.2MPa时)1.1l/s转钎系统独立回转回转速度0～300r/min重量151kg噪声106dB电气:消耗总功率150kW电源电压380V电源频率50Hz标准电缆规格YC3×95+1×35mm2尺寸及重量：包括防护顶棚的高度，行走时3050mm包括防护顶棚的高度，凿岩时3750mm宽度2500mm长度13460mm转弯半径（包括钻钻臂与推进器）外侧9400mm内侧4800mm毛重30650kg2H175液压三臂凿岩台车关键部件及其作用由于H175液压三臂凿岩台车是由机、电、液、气组成一体的大型复杂设备，从何处入门了解三臂凿岩台车是各期培训班学员共同关心的问题。根据多期培训班积累的经验，本人详细分析了H175液压三臂凿岩台车有关的油路、电路、气路和水路图等，把个人认识到的H175液压三臂凿岩台车“框架”性的十个关键部件及其作用总结归纳如下：2.1H175液压三臂凿岩台车液压系统的动力元件和作用动力元件即液压泵。H175液压三臂凿岩台车有八个液压泵：①由发动机驱动的二个定量泵，一个用于台车的液压助力转向系统；一个用于台车的定位系统、防护顶棚、电缆卷盘和水管卷盘及台车支腿。②由三组电动机驱动的双联变量泵，每组双联泵中的其中一个用于凿岩机的旋转；另一个用于台车的定位系统、防护顶棚、电缆卷盘、水管卷盘、台车支腿；凿岩机推进和冲击。如下图1所示：图12.2H175液压三臂凿岩台车配置的空压机及其作用配置了二台空压机。一台由发动机驱动，用于台车底盘的制动系统；另一台由电动机驱动，用于H175液压三臂凿岩台车的气先导控制阀、气控水阀、水控气阀和电脉冲润滑系统。2.3H175液压三臂凿岩台车配置的水泵及其作用H175液压三臂凿岩台车采用VOLVOTD61A水冷发动机，发动机自带一冷却水泵用于发动机冷却系统。台车另配置一台重要的由电动机驱动的增压水泵，它把水泵进口侧3～５巴的水压增压到10～12巴，用于三台凿岩机工作时冲洗爆孔（排碴）、液压油冷却、压缩空气冷却和水控气阀。2.4H175液压三臂凿岩台车的电控润滑系统及其作用电控润滑泵每分钟泵送30～40滴润滑油。电控润滑的气压是2～3巴。在电控润滑系统，压缩空气的作用是把润滑油吹成雾状。2.5H175液压三臂凿岩台车液压系统配置的开眼阀及其作用H175液压三臂凿岩台车配置开眼阀后，实现了气、液自动控制，使凿岩机开孔时自动实现低压推进和低压冲击。2.6H175液压三臂凿岩台车配置的防卡钎阀及其作用H175液压三臂凿岩台车配置防卡钎阀的作用是：（1）保证正常打钻时的推进和返回功能；（2）当发生卡钎时，回转压力升高，使防卡钎阀切换工作位置，从而使推进自动返回。卡钎情况解除后，自动转为正常推进（钻进）。2.7H175液压三臂凿岩台车配置的气控水阀及其作用气控水阀有如下几方面的作用：（1）保证正常打钻与排碴用水同步。（2）不打钻时自动断水，节约用水。（3）配合停水阀，可满足特殊情况下的断水。2.8H175液压三臂凿岩台车配置的水控气阀及其作用水控气阀的作用是：（1）供水系统正常时保证先导气路正常。（2）供水系统不正常时，自动切断凿岩机进给，避免发生卡钻。2.9H175液压三臂凿岩台车配置的记忆阀M1和记忆阀M2及其作用记忆阀M1和记忆阀M2的作用是：（1）记忆阀M1控制凿岩机推进/返回的先导气路。（2）记忆阀M2控制凿岩机冲击的先导气路。（3）当凿岩机推进到行程终点使行程阀动作时，经记忆阀M1的控制，使推进自动转变为返回。（4）当供水系统有故障，没有水时，经记忆阀M1的控制，使凿岩机推进自动转变为返回；同时，经记忆阀M2的控制，使凿岩机冲击自动停止。2.10H175液压三臂凿岩台车特有的“准确的平动机构”的作用由逻辑阀（14）、不平行阀（AP）、不平行按钮（APB）实现推进梁的平行或不平行动作，即H175液压三臂凿岩台车特有的“准确的平动机构”。3H175液压三臂凿岩台车常见故障原因浅析与排除（1）台车未接380伏电源前，新操作手开机时无法对定位系统进行操作（无法摆臂等）。如前所述：发动机驱动的定位泵或电机驱动的主泵均可用于台车的定位系统、防护顶棚、电缆卷盘、水管卷盘、台车支腿等，但发动机、电机不是同时驱动的。参照下面的液压油路图（图2）分析可知：发动机驱动的油泵泵送的高压油P13经图示的左侧方向控制阀（给它起个名称叫功能转换阀）后，如该阀处于图示的中位，则高压油直通图示右侧电缆卷盘的方向控制阀。要操纵台车的定位系统，可将功能转换阀手柄往上拉，让功能转换阀处于下腔工作状态，则高压油P13传递到P10。压力油P10传递到定位系统的方向控制阀组。这时操纵定位系统的方向控制阀，就可进行摆臂的定位操作了。图2（2）某工地使用的H175三臂凿岩台车进洞施工时，操作电缆卷盘方向控制阀，电缆无法从电缆卷盘放出，但可收卷电缆。故障发生后，用户曾作过维修，但没有排除故障。台车每天进洞施工时，用户只好指派三名气力大的员工将电缆从台车的电缆卷盘上慢慢拖出。到工地现场后，有员工说方向控制阀坏了；有员工说油马达坏了等等。根据现场了解的情况和参考上页油路图（图2）分析：能收卷电缆，说明油马达能正常转动，初步判断是好的；拆卸检查方向控制阀A、B出口的油管，上、下扳动阀芯发现A、B口可交替正常供油，说明方向控制阀是好的。再分析电缆卷盘油路图（上图），发现有一个用于调节电缆卷盘转速的单向节流阀，调节单向节流阀后试机，故障依旧。用户也反映曾拆卸调整过单向节流阀。我从整个回路分析判断，认定是单向节流阀损坏，建议用户更换。更换单向节流阀后试机，电缆卷盘能正常放出电缆和收卷电缆，故障得到排除。（3）H175三臂凿岩台车在正常掘进过程中凿岩机突然自动返回。从图3分析可知，根本原因是冲孔排渣的水压偏低或停水。出现这类情况时，图3所示的5号水控气阀在弹簧力作用下，阀芯上移，该阀自动切换到下腔工作。有压气体从供气歧管经N8管到水控气阀下腔、到AR9管、到单向阀、到AR7管，使M1记忆阀下腔工作，使凿岩机的推进自动返回。同时使M2记忆阀下腔工作，使凿岩机的冲击自动停止。（这也是H175三臂凿岩台车的特点：自动避免因突然停水造成卡钎）。而引起水压偏低的原因又有以下几种情况（都出现过）①增压水泵的流量开关损坏，导致增压水泵不工作。更换流量开关后H175三臂凿岩台车恢复正常工作；②增压水泵进水口滤芯堵塞。清洁水滤芯后设备恢复正常工作；③洞外蓄水池水量不足水位过低。水压偏小，流量开关无法闭合，水泵也就无法正常起动。这一故障现象在工地常常发生。补充水提升水位后，设备恢复正常工作；④增压水泵水封损坏，水泵不能正常工作。经更换水泵水封和调整间隙后，H175三臂凿岩台车恢复正常工作。这个故障现象，引起的原因很多。但有一个中心因素，包含多个要素。故障发生时，只有全面系统地了解了H175三臂凿岩台车机、电、液（油、水）、气一体化的知识，才能全面系统地分析问题，进而解决问题。在总结整理这篇文章的过程中，得到了各位专家、老师、同行的大力帮助，我在此表示衷心的感谢！图3-------------------------《中国西部科技》学术2007年9月上-------------------------