電気油圧式掘削装置のトラブルシューティング：電源変更後に油圧システムが故障した場合
電気油圧式掘削装置のトラブルシューティング：電源変更後に油圧システムが故障した場合
掘削リグは、油圧系統の故障のように見える場合でも、実際には電気系統に問題があることがあります。これは、通常運転用の電動モーターと、移動運転やバックアップ運転用のディーゼルエンジンなど、複数の動力源を使用する電気油圧式リグで特に顕著です。
電気動力では正常に作動するのに、ディーゼルエンジンでは油圧作動圧力が発生しない場合、技術者は当然、ディーゼル駆動油圧ポンプの故障を疑うでしょう。しかし、体系的な診断プロセスが不可欠です。故障の原因は、圧力調整、ポンプの状態、制御弁、電源回路、または保護ヒューズのいずれかにある可能性があります。
この記事では、Boomer282型全油圧式掘削リグの事例に基づき、電気油圧式掘削リグのトラブルシューティングに関する実践的なアプローチを解説します。重要な教訓はシンプルです。油圧システムと電気システムは、統合された制御システムとして診断する必要があるということです。
故障の兆候から始めましょう
報告された事例では、掘削装置は6か月以上正常に稼働していた。380Vの電源に接続した場合、装置は正常に動作した。しかし、充電中にバッテリー充電インジケーターが異常な状態を示した。ディーゼルエンジンを動力源として使用した場合、油圧システムが作動しなかった。
これらの症状から、考えられる断層領域は2つあった。
油圧システムの故障
電気回路の故障
まず最初に、ディーゼル駆動の油圧ポンプに欠陥があると決めつけないようにすることが肝要だった。この装置は2種類の動力源を使用していたため、それぞれの動力源下での挙動を比較することで、重要な診断情報を得ることができた。
一般的な油圧系統の故障原因を確認する
油圧式掘削装置の故障が発生した場合、いくつかの一般的な原因を考慮する必要があります。
作動圧力設定が低すぎる
圧力調整弁のスプリングが弱っているか破損している
深刻な外部油漏れ
油圧シリンダーの内部漏れ
方向制御弁の過剰な漏れ
ポンプギアまたはエンドカバーの摩耗による内部漏れ
このケースでは、システムはすでに数ヶ月間正常に稼働していた。そのため、初期の圧力設定が間違っていた可能性は低い。外部ホースからの漏れも点検の結果、除外された。
この機械には2つの独立した油圧ポンプが搭載されていた。1つは電動モーターで駆動され、もう1つはディーゼルエンジンで駆動される。ただし、油圧シリンダーや方向制御弁などのその他の油圧部品は、両方の動力システムで共有されていた。
電動モーターでは装置が正常に作動していたため、技術者たちは共通の油圧シリンダーと方向制御弁が主な原因ではないと合理的に結論づけることができた。これにより、調査対象はディーゼル駆動ポンプ、あるいはディーゼル運転に関連する制御システムに絞り込まれた。
油圧ポンプを注意深く点検してください
ディーゼル駆動油圧ポンプを圧力計でテストしたところ、出力圧力は正常であることが確認された。次にポンプを分解して点検したところ、ギアクリアランスと端面クリアランスがわずかに大きいものの、許容範囲内であることが分かった。
ポンプのエンドカバーを研磨して、クリアランスを標準状態に戻した。再組み立て後も不具合は解消されなかった。
これは油圧ポンプの故障診断における重要な教訓です。部品に摩耗が見られる場合でも、それが現在の故障の根本原因であるとは限りません。摩耗しているように見えるというだけで部品を交換したり修理したりすると、時間と資源の無駄になります。技術者は、疑われる各欠陥が実際に症状全体を説明できるかどうかを確認する必要があります。
電気系統を点検する
異常なバッテリー充電表示が重要な手がかりとなった。掘削装置は電気油圧制御方式を採用しており、Y172と識別される遅延型ソレノイドバルブはバッテリーまたはバッテリー充電回路によって駆動されていた。
充電回路には16Aのヒューズが組み込まれていました。技術者がヒューズを点検したところ、切れていることが判明しました。ヒューズを交換した後、ドリル装置を再度テストしたところ、不具合は解消されました。
一見すると、充電回路のヒューズ切れは、ディーゼル動力では作動しない油圧システムとは無関係に思えるかもしれない。しかし、遅延ソレノイドバルブの仕組みを理解すれば、その関連性が明らかになる。
遅延ソレノイドバルブの役割
Y172バルブは、油圧システムの無負荷始動を遅延させるように設計されています。ディーゼルエンジンまたは電気モーターが最初に始動すると、バルブは初期位置に留まります。この状態では、作動油はアンロード経路を通って直接タンクに戻ります。油圧ポンプは最小限の負荷で始動するため、エンジンまたはモーターの始動が容易になります。
通電開始から約3秒後、遅延型ソレノイドバルブが作動します。これによりアンロード回路が閉じ、油圧システムが通常の動作モードに移行します。その後、可変ポンプは外部負荷に応じて圧力と流量を供給できるようになります。
電磁弁に電力が供給されない場合、弁はアンロード位置のままになります。ポンプは回転してオイルの流れを生み出す可能性がありますが、システムは通常の掘削機能に必要な圧力を発生させることができません。
報告された事例では、16Aヒューズが切れたため、ディーゼルエンジン作動中にバッテリーからY172遅延ソレノイドバルブへの電力供給が遮断された。その結果、油圧システムは無負荷状態となり、作動しなかった。
より良いトラブルシューティング方法
この事例は、電気油圧式掘削装置のトラブルシューティングにおいて、システムレベルの手法に従うべき理由を示している。
各電源におけるすべての症状を記録してください。
正常な運転状態と異常な運転状態を比較する。
共通部品と電源固有の部品を分離する。
圧力、油漏れ、ポンプの状態、バルブの動作を確認してください。
電源、ヒューズ、アース、コネクタ、制御信号を点検してください。
ソレノイドバルブが作動に必要な電圧を受け取っているかどうかを確認してください。
修理完了後には必ず機械の動作確認を行ってください。
油圧系統の故障は、配線、ヒューズ、バッテリー、リレー、またはソレノイド回路のいずれかに起因する可能性があります。同様に、一見電気系統の不具合に見えるものも、油圧負荷や機械部品が原因である可能性があります。適切なメンテナンスを行うには、これらのシステムがどのように相互作用するかを理解することが不可欠です。
最新の掘削装置においては、技術者は油圧と電気の両方の診断スキルを習得する必要があります。この統合的なアプローチにより、不要な部品交換が減り、稼働停止時間が短縮され、装置の信頼性が向上します。
