1 故障现象
1 台徐工 XR460D 型旋挖钻机作业过程中，当钻头钻满泥土后执行主卷扬提升动作、并将钻头提升至孔口位置时，主卷扬偶尔发生提升无力故障，有时甚至不能提升。但是当先导手柄松开三分之一行程时，主卷扬又能正常提升。
2 液压系统结构
XR460D 型旋挖钻机主卷扬最大提升力为520kN，标配 JS630 型机锁钻杆，最大钻孔直径为 3m，其升降采用液压驱动方式。工作泵为变量柱塞泵，用于给主卷扬升降液压系统提供压力油。主卷扬换向阀为液控负载敏感多路阀，装有压力传感器。主卷扬提升油压设定为32.0MPa，通过驾驶室内的显示器可随时查看主卷扬提升、下放时的油压值。主卷扬马达为力士乐 A6VE160HD1D 型变量马达，用于驱动主卷扬减速器旋转，实现主卷扬的提升、下放动作。先导泵为齿轮泵，其输出的先导压力油通过先导手柄驱动主卷扬换向阀阀芯移动，并控制主卷扬变量马达的排量。主卷扬制动、浮动的开启和关闭均由控制电路的电磁开关阀控制。主卷扬马达原理如图 1 所示。
3 故障原因分析
根据故障现象和主卷扬液压系统结构，分析故障原因可能有以下 3 个方面：
3.1 先导油路故障
先导油压作用在主卷扬马达 X 口（见图 1），先导手柄输出的先导压力油控制主卷扬换向阀阀芯动作，同时控制主卷扬马达变量机构动作。若先导手柄出现故障，可造成先导油压力异常，导致主卷扬换向阀阀芯时开时关、主卷扬马达的排量不稳定。
若先导压力过低，主卷扬马达的排量将变为最大，如图 2 所示。根据松开先导手柄三分之一行程时，主卷扬又能正常提升的故障现象，该故障可能是先导压力过低，造成主卷扬马达排量过大所致。
3.2 工作油路故障
一是反馈油路不畅。负载敏感系统中，工作泵输出液压油的压力值等于负载反馈压力值加上固定压差，若反馈油路堵塞，就会造成工作泵输出压力不足。
二是主卷扬提升侧的溢流阀卡滞。若主卷扬提升侧的溢流阀卡滞，会造成主卷扬马达提升侧的压力达不到设定压力，导致主卷扬提升无力。
三是主卷扬马达变量机构故障。在同等压力下，主卷扬马达输出扭矩与排量成正比。若主卷扬马达变量机构卡滞或内部油路堵塞，会造成其处于最小排量位置。在最小排量时，主卷扬马达输出扭矩过小，达不到主卷扬提升要求。
四是主卷扬马达切断压力过高。切断压力是指主卷扬马达最小排量与最大排量转换的临界压力，如图 2 所示。若负载压力超过临界压力，主卷扬马达就会转变为最大排量；若负载压力低于临界压力，主卷扬马达就会转变为最小排量；若切断压力设定不当，就会降低主卷扬马达的输出扭矩。
3.3 其他故障
一是主卷扬浮动电磁阀线路接触不良，造成主卷扬马达提升侧压力油通过浮动电磁阀卸荷；二是主卷扬制动油路堵塞或制动电磁阀线路接触不良，造成制动器抱死。三是钻具超载，造成主卷扬提升困难。
4 故障排查
根据故障原因分析，我们由简单到复杂，按照以下顺序逐步进行了排查，如下所述。检查该旋挖钻机所用钻杆为 JS630 机锁钻杆，钻头为直径 2m 的捞沙斗，符合使用要求。检查先导手柄开度正常，在主卷扬提升时检测主卷扬换向阀液控端口先导油压在 0 ～3.5MPa 之间，并与手柄开度同步变化，这说明先导手柄正常。
在钻头满土后执行主卷扬提升动作，观察工作泵压力稳定在 21.0 ～ 22.0MPa 范围，且钻头提升速度正常。但是当钻头提升至孔口位置时，速度突然变慢并逐渐停止上升，此时观察工作泵压力为 31.5 ～ 32.0MPa，为憋压溢流状态。当先导手柄稍微松开一些后，主泵压力又变回 21.0MPa，速度又恢复正常。通过此项排查，可排除反馈油路不畅、浮动电磁阀故障和溢流阀卡滞的可能。
检查主卷扬制动是否正常。将控制制动的管路拆除并封堵，检查主卷扬设定溢流压力，发现提升压力为 31.5 ～ 32.0MPa，属于正常。将制动管路复原，用油压表测量制动口压力，在执行主卷扬提升动作时，在主卷扬速度变慢或停止时，制动压力始终是正常值。由此排除制动异常的可能。
主 卷 扬 马 达 为 变 量 马 达， 最 大 排 量 为160mL/r，最小排量为 110mL/r。分析认为，主 卷 扬 马 达 正 常 提 升 时 工 作 压 力 为 21.0 ～22.0MPa，其排量应为最大状态；此时若主卷扬马达排量为最小状态，主卷扬马达输出扭矩达不到主卷扬所需提升力，使工作压力上升到31.5 ～ 32.0MPa，其主卷扬马达在最小排量时工作压力基本上处于溢流状态，使速度变慢至停止。
为验证上述分析结果，我们将控制主卷扬马达变量的管路拆除并封堵，使马达始终处于最大排量。经反复进行主卷扬提升测试，检测主泵压力保持在 21.0 ～ 22.0MPa，故障现象消失，这说明上述分析结果正确，应重点检查导致马达变量异常的原因。
压力切断阀是控制马达变量的关键元件，对马达输出扭矩的影响最为直接。因此，我们将压力切断阀调节弹簧拧松 2 圈，降低其切断压力值，然后反复进行主卷扬提升测试，此时检测工作泵压力为 21.0 ～ 22.0MPa，故障现象完全消失。至此得出结论：该故障原因为主卷扬马达切断压力值设定过高，造成其排量突变为最小值，导致其扭矩不足、出现该故障。
此次故障排查说明，当出现主卷扬提升无力故障时，应结合故障现象和液压系统结构，仔细观察相关参数变化情况，排除不相关因素，然后由简单到复杂进行逐步排查，便可最终找出主卷扬提升困难的原因。
作者：刘志刚 孙超 王转来
来源：《工程机械与维修》2018年第5期
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修机｜旋挖钻机主卷扬提升无力故障排查
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1 故障现象
1 台徐工 XR460D 型旋挖钻机作业过程中，当钻头钻满泥土后执行主卷扬提升动作、并将钻头提升至孔口位置时，主卷扬偶尔发生提升无力故障，有时甚至不能提升。但是当先导手柄松开三分之一行程时，主卷扬又能正常提升。
2 液压系统结构
XR460D 型旋挖钻机主卷扬最大提升力为520kN，标配 JS630 型机锁钻杆，最大钻孔直径为 3m，其升降采用液压驱动方式。工作泵为变量柱塞泵，用于给主卷扬升降液压系统提供压力油。主卷扬换向阀为液控负载敏感多路阀，装有压力传感器。主卷扬提升油压设定为32.0MPa，通过驾驶室内的显示器可随时查看主卷扬提升、下放时的油压值。主卷扬马达为力士乐 A6VE160HD1D 型变量马达，用于驱动主卷扬减速器旋转，实现主卷扬的提升、下放动作。先导泵为齿轮泵，其输出的先导压力油通过先导手柄驱动主卷扬换向阀阀芯移动，并控制主卷扬变量马达的排量。主卷扬制动、浮动的开启和关闭均由控制电路的电磁开关阀控制。主卷扬马达原理如图 1 所示。
3 故障原因分析
根据故障现象和主卷扬液压系统结构，分析故障原因可能有以下 3 个方面：
3.1 先导油路故障
先导油压作用在主卷扬马达 X 口（见图 1），先导手柄输出的先导压力油控制主卷扬换向阀阀芯动作，同时控制主卷扬马达变量机构动作。若先导手柄出现故障，可造成先导油压力异常，导致主卷扬换向阀阀芯时开时关、主卷扬马达的排量不稳定。
若先导压力过低，主卷扬马达的排量将变为最大，如图 2 所示。根据松开先导手柄三分之一行程时，主卷扬又能正常提升的故障现象，该故障可能是先导压力过低，造成主卷扬马达排量过大所致。
3.2 工作油路故障
一是反馈油路不畅。负载敏感系统中，工作泵输出液压油的压力值等于负载反馈压力值加上固定压差，若反馈油路堵塞，就会造成工作泵输出压力不足。
二是主卷扬提升侧的溢流阀卡滞。若主卷扬提升侧的溢流阀卡滞，会造成主卷扬马达提升侧的压力达不到设定压力，导致主卷扬提升无力。
三是主卷扬马达变量机构故障。在同等压力下，主卷扬马达输出扭矩与排量成正比。若主卷扬马达变量机构卡滞或内部油路堵塞，会造成其处于最小排量位置。在最小排量时，主卷扬马达输出扭矩过小，达不到主卷扬提升要求。
四是主卷扬马达切断压力过高。切断压力是指主卷扬马达最小排量与最大排量转换的临界压力，如图 2 所示。若负载压力超过临界压力，主卷扬马达就会转变为最大排量；若负载压力低于临界压力，主卷扬马达就会转变为最小排量；若切断压力设定不当，就会降低主卷扬马达的输出扭矩。
3.3 其他故障
一是主卷扬浮动电磁阀线路接触不良，造成主卷扬马达提升侧压力油通过浮动电磁阀卸荷；二是主卷扬制动油路堵塞或制动电磁阀线路接触不良，造成制动器抱死。三是钻具超载，造成主卷扬提升困难。
4 故障排查
根据故障原因分析，我们由简单到复杂，按照以下顺序逐步进行了排查，如下所述。检查该旋挖钻机所用钻杆为 JS630 机锁钻杆，钻头为直径 2m 的捞沙斗，符合使用要求。检查先导手柄开度正常，在主卷扬提升时检测主卷扬换向阀液控端口先导油压在 0 ～3.5MPa 之间，并与手柄开度同步变化，这说明先导手柄正常。
在钻头满土后执行主卷扬提升动作，观察工作泵压力稳定在 21.0 ～ 22.0MPa 范围，且钻头提升速度正常。但是当钻头提升至孔口位置时，速度突然变慢并逐渐停止上升，此时观察工作泵压力为 31.5 ～ 32.0MPa，为憋压溢流状态。当先导手柄稍微松开一些后，主泵压力又变回 21.0MPa，速度又恢复正常。通过此项排查，可排除反馈油路不畅、浮动电磁阀故障和溢流阀卡滞的可能。
检查主卷扬制动是否正常。将控制制动的管路拆除并封堵，检查主卷扬设定溢流压力，发现提升压力为 31.5 ～ 32.0MPa，属于正常。将制动管路复原，用油压表测量制动口压力，在执行主卷扬提升动作时，在主卷扬速度变慢或停止时，制动压力始终是正常值。由此排除制动异常的可能。
主 卷 扬 马 达 为 变 量 马 达， 最 大 排 量 为160mL/r，最小排量为 110mL/r。分析认为，主 卷 扬 马 达 正 常 提 升 时 工 作 压 力 为 21.0 ～22.0MPa，其排量应为最大状态；此时若主卷扬马达排量为最小状态，主卷扬马达输出扭矩达不到主卷扬所需提升力，使工作压力上升到31.5 ～ 32.0MPa，其主卷扬马达在最小排量时工作压力基本上处于溢流状态，使速度变慢至停止。
为验证上述分析结果，我们将控制主卷扬马达变量的管路拆除并封堵，使马达始终处于最大排量。经反复进行主卷扬提升测试，检测主泵压力保持在 21.0 ～ 22.0MPa，故障现象消失，这说明上述分析结果正确，应重点检查导致马达变量异常的原因。
压力切断阀是控制马达变量的关键元件，对马达输出扭矩的影响最为直接。因此，我们将压力切断阀调节弹簧拧松 2 圈，降低其切断压力值，然后反复进行主卷扬提升测试，此时检测工作泵压力为 21.0 ～ 22.0MPa，故障现象完全消失。至此得出结论：该故障原因为主卷扬马达切断压力值设定过高，造成其排量突变为最小值，导致其扭矩不足、出现该故障。
此次故障排查说明，当出现主卷扬提升无力故障时，应结合故障现象和液压系统结构，仔细观察相关参数变化情况，排除不相关因素，然后由简单到复杂进行逐步排查，便可最终找出主卷扬提升困难的原因。
作者：刘志刚 孙超 王转来
来源：《工程机械与维修》2018年第5期
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