352E 型三臂式凿岩台车动臂动作失控故障排查

凿岩台车是我单位坑道掘进施工的主要施工机械，其性能直接影响施工进度和质量。我单位多台瑞典阿特拉斯·科普柯 352E 型三臂式凿岩台车已使用多年，故障率明显提高，影响施工进度，需要进行大修。为保证工程施工进度和质量，我们分别对这些凿岩台车进行了大修。在大修调试过程中，有 1 台凿岩台车出现动臂升、降动作失控现象，本文结合该机工作原理，介绍该故障排查过程。该型凿岩台车外形如图所示。

1. 故障现象

大修后的 1 台 352E 型凿岩台车，其 1 个动臂的动作与先导手柄操控的动作不一致。

该故障具体表现为：向后扳动先导操纵手柄时，动臂向左下方移动；向前扳动先导操纵手柄时，动臂向右下移动；向左扳动先导操纵手柄时，动臂无动作；向右扳动先导操纵手柄时，动臂也无动作。

正常情况下，向后扳动先导操纵手柄，该凿岩台车动臂应举升；向前扳动先导操纵手柄，动臂应下降；向左扳动先导操纵手柄，动臂应向左移动；向右扳动先导操纵手柄，为动臂应向右移动。

2. 动臂液压系统工作原理

凿岩台车动臂用于托举推进梁，推进梁上安装凿岩机，动臂的升、降及摆动可控制凿岩机凿孔位置。该凿岩台车工作泵输出的压力油由先导系统控制，通过执行机构驱动动臂托举动作，如图 2 所示。

（1）工作泵

该凿岩台车工作装置液压系统工作泵有 2 种驱动方式，一种是由发动机 驱 动， 另 一 种 是 由 电 动 机 驱 动，2种驱动方式的工作泵输出流量不同，但是均通过主安全阀将油压控制在

21 ～ 23MPa。

（2）执行机构

该凿岩台车动臂移动及定位由 2 个动臂举升缸和 2 个平衡缸控制，以实现推进梁各个方位的动作。

工作泵输出的压力油进入动臂举升液压系统驱动动臂移动，2 个动臂举升缸平行排列在动臂的下方，2 个动臂举升缸同时伸、缩，可使动臂升、降。2个平衡缸与推进梁支座连接，动臂举升

缸同时伸、缩时，2 个平衡缸与动臂举升缸同步伸、缩，可使动臂举升时推进梁保持水平状态。2 个动臂举升缸一伸、一缩，可使动臂摆动。动臂举升缸同时一伸、一缩时，2 个平衡缸与动臂举升缸同步一伸、一缩，可使动臂摆动时推进梁保持与凿击面垂直。

（3）控制系统

动臂举升缸、平衡缸的动作通过液控单向阀、荷载保持阀、双向液压锁控制。液控单向阀用于控制动臂举升缸、平衡缸的动作，以实现动臂升降；液控单向阀还用于调整推进梁上扬、下倾及

左、右摆动，以调整凿岩机钻凿孔的角度。荷载保持阀用于控制动臂升、降的驱动力，防止因提升力过大，将凿岩机钻杆顶弯或顶断。双向液压锁用于使动臂升、降后锁定，防止溜臂。

该凿岩台车动臂举升缸、平衡缸由先导系统操纵。工作泵输出的压力油通过减压阀减压至 4MPa 后，输入先导系统。驾驶员操纵先导操纵手柄控制先导阀，并通过逻辑阀控制比例操纵阀，再

由比例操纵阀控制液控单向阀，从而实现先导操纵手柄对动臂的升、降和左、右摆动的控制。

3. 故障分析

经分析，凿岩台车大修后动臂缸不能正常工作的原因可能有以下 6 种：一是动臂举升缸、平衡缸液压胶管连接错误，造成动臂升、降、左、右移动动作相反或不能动作；二是工作泵压力偏低，不能推动动臂举升；三是先导油压偏低或先导油没有到达先导手柄，造成工作压力油不能对动臂举升缸、平衡缸进行控制；四是逻辑阀油道不畅通，比例操纵阀阀芯堵塞或卡滞；五是双向液压锁阀、荷载保持阀、液控单向阀阀芯磨损或卡滞，密封圈损坏；六是动臂举升缸、平衡缸密封圈损坏、内漏或缸筒拉伤等。

4. 故障排除

我们按照由外向内、先简单后复杂的原则对该故障进行排查。

（1）检查液压胶管

检查举升液压系统油路后发现液压胶管连接确实出现了错误，故导致动臂举升缸工作位置不能与先导手柄保持一致。我们将装错的液压胶管拆下后按正确接法重新连接。

连接完毕后试机，操纵先导手柄向左、右及向下时，动臂的移动位置均能与先导手柄保持一致，只有向上扳动先导手柄时，动臂只能向上举升 50cm 便不能动作。考虑到凿岩台车的动臂自身质量原因，可能是工作泵压力偏低，应对工作

泵进行检查。

（2）检测工作泵压力

首先将测压表接到工作装置操纵阀组测压接口，将所有操纵手柄置于中位，以电动机驱动方式启动主工作泵，观察测压表显示的压力值为22 MPa，该压力值满足了动臂提升的需要。操纵动臂向上移动，但动臂起升一定距离后仍不能顺利提升，这说明故障与工作泵无关。

（3）检测先导系统压力

将测压表安装在先导油路的测压口上，启动电动机驱动主工作泵，测压表显示压力值只有3.2MPa，比规定值低 0.8MPa，调整减压阀，使先导压力达到 4MPa 后试机，动臂向上移动一定距离后，又不能继续上升。

（4）检查逻辑阀和比例操纵阀

将 2 块测压表分别安装在逻辑阀和比例操纵阀的控制油路测压接口，启动电动机驱动主工作泵，操纵先导手柄举升动臂，安装在逻辑阀与比例操纵阀控制油路测压接口的测压表显示的压力值均为 4 MPa。将测压表安装在动臂举升缸的液控单向阀油路上，测得压力值为 21 ～ 23 MPa，这说明逻辑阀和比例操纵阀能够对动臂举升缸的液控单向阀进行控制。

我们将比例操纵阀输出的 4 根油管接在该机另 1 台完好的动臂上，操纵先导手柄观察所接动臂上、下、左、右动作均正常，这说明逻辑阀和比例操纵阀均完好。

（5）检查荷载保持阀和液控单向阀

为了防止在拆卸荷载保持阀和液控单向阀的过程中钻臂下落，我们先用起重机将动臂吊起，然后拆卸荷载保持阀和液控单向阀。当拆下荷载保持阀和液控单向阀时，发现阀体上的密封圈损坏。由于荷载保持阀只能在专业试验台调试压力，于是将该机另 1 台完好动臂上的荷载保持阀和液控单向阀安装在有故障的动臂上进行测试，发现动臂仍无法举升，这说明荷载保持阀不是故障的直接原因。

（6）检查动臂举升缸

拆检 2 个动臂举升缸，得知其缸筒无拉伤现象，密封圈也没有损坏。利用 9 ～ 14MPa 压缩空气代替压力油进行动臂举升缸工作状态试验，发现气压无法将荷载保持阀打开。对动臂举升缸内的油道进行清洗，并用高压气体进行疏通。在疏通油道时，发现油道内有杂质。由此判定油道内的杂质堵塞了油道，是造成压力油无法将动臂顶起的主要原因。

将油道疏通后，装复相关管路后试机，动臂举升恢复正常。反复测试动臂举升、下降和左、右摆动，动臂移动方向与先导手柄操控方向一致。动臂动作失控故障消失。

该故障由动臂系统的液压胶管接错及清洗不当造成，由此给予我们 2 点警示：一是拆卸液压胶管时要做好编号，以便安装时不至于将液压胶管装错。二是应使用清洁的油液并将液压系统清洗干净，避免造成控制油道堵塞。

附图