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如何正确诊断并解决汽车起重机支腿故障

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:清楚故障发生的原因并用正确的诊断方法,对排除这类汽车起重机及其他类型汽车起重机的支腿故障都有重要意义。总之,掌握以上基本方法,不断地总结经验,就可以较快地排除液压汽车起重机支腿的故障。齿轮泵3的额定压力为25MPa,泵的输出流量及压力正常。

如何正确诊断并解决汽车起重机支腿故障

案例1——NK—300型汽车起重机支腿故障

日本加藤NK—300型液压式汽车起重机支腿常见的故障有:①起重机工作时,底盘下沉;②支腿座自动下落;③打开支腿动力开关,支腿移动很慢;④打开支腿动力开关,支腿不动作。其中前两种故障具有普遍性。清楚故障发生的原因并用正确的诊断方法,对排除这类汽车起重机及其他类型汽车起重机的支腿故障都有重要意义。

1)起重机工作时,底盘下沉的主要原因:一是液压缸内活塞上油封(图2-114)疲劳、老化后使上腔高压油漏入下腔。诊断时可以松开止回阀上管接头B,如有液压油流出,证明是油封1损坏;二是液控止回阀密封不良,如油脏、阀芯与阀座吻合不良等,致使上腔高压油漏入管中。诊断时可以松开止回阀上管接头A,如有油液流出,证明止回阀密封不良。

2)支腿座自动下落的主要原因:一是活塞上油封2损坏,使下腔高压油漏入上腔;二是液压缸端盖处油封3损坏,使下腔油漏出缸体外。诊断方法:先检查支腿座下部,如果有油漏出,证明是油封3损坏;否则是油封2损坏。

3)打开支腿动力开关,支腿不动作的主要原因:一是开关电路接触不良或断路;二是电磁阀锈蚀卡死。诊断方法:先查开关线路,接通电源后,拆下电磁阀前的线插头并搭接,如有火花,证明线路完好;接着再查电磁阀是否锈蚀卡死。

4)打开支腿动力开关,支腿移动缓慢的主要原因:一是水平支腿横梁移动慢,多数是因横梁滑道内有泥沙、石子等而受阻;二是垂直支腿座移动慢,一般是止回阀内泄漏(图2-114),当导引活塞与缸体间隙过大时,进入A孔的高压油部分漏失,压力下降,造成支腿座移动缓慢。

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图2-114 垂直液压缸与止回阀

故障的排除方法:一是换新;二是检修、调整。另外在拆装检修过程中应注意以下几点:

1)检修前,先把支腿外部(如管接头等)清洗干净。

2)对各拆开的管接头须用布包扎住,以防杂质落入。

3)对活塞、缸筒等必须清洗干净,并且吹干。

4)组装前,对活塞、缸筒内、油封等表面涂上液压油,以进行润滑。

5)组装时,在活塞上应套上一保护圈,以防油封被刮坏。

6)安装止回阀时,各接头拧紧转矩不宜过大,以免阀主体变形,使阀芯和导引活塞动作失灵。

7)由于液控止回阀具有反向可控开启的性能,起着防止支腿座回缩的保险作用,所以要重视对止回阀的检修。

总之,掌握以上基本方法,不断地总结经验,就可以较快地排除液压汽车起重机支腿的故障。

案例2——QT60型塔式起重机快速降停交替产生振动

如图2-115a所示是QT60型塔式起重机升降液压系统原理图。当塔机处于下降工况时,液压缸及其所支承的部件快速降停,交替产生振动。

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图2-115 QT60型塔式起重机升降机液压系统原理图

a)原液压系统 b)改进后液压系统

1—油箱 2—过滤器 3—齿轮泵 4—溢流阀 5—压力表 6—手动换向阀 7—双向液压锁 8—液压缸

(1)升降液压系统故障诊断及分析 运用液压系统故障的逻辑逼近诊断法,对QT60型塔式起重机升降液压系统进行故障诊断。逻辑逼近诊断程序如图2-116所示。

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图2-116 逻辑逼近诊断程序

诊断结果表明,该塔式起重机液压缸及荷重下降时产生的断续振动现象并不是由于液压摩擦力特性以及液压系统刚度降低所致,也和系统的压力调整,管道中存在的空气无关(因为均处于正常状态)。按照逻辑逼近诊断程序,故障可能与某个液压元件或某个回路有关。现对图2-115a作一分析。

齿轮泵3的额定压力为25MPa,泵的输出流量及压力正常。溢流阀4控制系统的最高压力。经检测调压正常。换向阀6换向无异常。液控双向液压锁7组成了系统的平衡锁紧回路。由于阀7的作用,当阀6处于中位时液压泵卸荷,液压缸锁紧在任意位置上。当阀6右位进入系统时,为顶升工况,此时双向液压锁打开,正常顶升。当阀6左位进入系统时,为下降工况,从液压泵来油顶开双向液压锁7进入液压缸有杆腔,液压缸活塞在液压推力及全部荷重共同作用下快速下行,此时,伴有断续振动现象。从现场观察压力表5可知,当液压缸产生断续振动时,压力也随之断续变化,其变化规律与断续振动规律、执行元件回油所经过的液压单向阀B的启闭规律十分相似。因此,可以预测,液压缸下降时产生的断续振动现象与单独用液压锁7组成的平衡锁紧回路是否合理有关。从分析液压缸下行时平衡锁紧回路的工作过程可知,液压缸下行时的断续振动现象与液控双向液压锁中的单向阀B的启闭压力紧密相关。因此,压力取决于液压缸下行时进油路及液压缸有杆腔的油压,实际上取决于活塞及荷重下行的速度。当活塞及荷重快速下行时,由于速度太快,液压泵供油量一时来不及补充液压缸有杆腔形成的空间,故在整个进油路及液压缸有杆腔产生短时的“负压效应”,此时,液压锁7的单向阀B的液控油压也随之降低,单向阀B关闭,结果突然堵死系统惟一的主回油路,液压缸活塞及荷重的运动也突然停止。单向阀B关闭后,由于定量液压泵继续供油,故进油路油压复又回升,此时控制油路重新建立压力,液控单向阀B又打开,回油畅通,活塞及荷重又快速下行,如此循环,直至行程终了。单向阀B时开时闭,使液压缸活塞及荷重下降运动时断时续,伴随产生断续振动。

通过上述分析,液压缸下降时的断续振动现象是由于液压系统的平衡锁紧回路设计不合理所致。

(2)液压系统平衡回路的改进设计 在原液压系统的执行元件与液控双向液压锁7的单向阀B之间串接一个单向节流阀,如图2-115b所示。由于整个系统采用管式(或板式)螺纹连接,所以改装极为方便。工作中,根据执行元件运动速度与运动平稳性要求,适当调节节流阀的开度,在保证执行元件整个下行过程液控单向阀B始终处于开启状态的前提下,节流阀开度越大越好。这样,既能消除‘爬行’现象,保证运动平稳性,又能保证功率损失尽量减小。

案例3——QT60型塔式起重机爬行现象

当QT60型塔式起重机进行塔身降节工作时,液压缸及其所支承的部件经常出现时快时慢、时降时停和交替产生振动的现象,从而引起塔机的冲击疲劳破坏,严重时甚至会出现断裂事故。

产生爬行现象的主要原因是液压系统设计不合理,对QT60型塔机的升降液压系统进行检测的结果表明,该塔机的液压缸及荷重下降时产生的断续振动现象,并非由液压摩擦力特性及液压系统刚度降低所致,也与系统的调整压力、管路中存在的空气无关。爬行故障可能与液压系统的某个回路(图2-117a)。

经检测知,液压泵3的输出流量及压力均正常;溢流阀5控制系统的最高压力,调压正常;手动换向阀6换向时未见异常。由图2-117知,双向液压锁7组成了系统的平衡锁紧回路,问题很可能出在双向液压锁7上。

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图2-117 部分液压原理图

a)原液压原理图 b)改进后的液压原理图

1—油箱 2—过滤器 3—液压泵 4—压力表 5—溢流阀 6—手动换向阀 7—双向液压锁 8—液压缸 9—液压平衡(限速)阀 A、B—液控单向阀

双向液压锁的作用是:不进油时锁紧,下降时限速。改进的方法是:图2-117a中的液控单向阀A保留不变,仍用在下降回路中;将液控单向阀B并联一个单向顺序阀,构成一个液压平衡阀(限速阀,图2-117b)。改进后的液压系统平衡回路能确保整个机构匀速平稳地下降,同时也可按照工况需要使机构作暂停及一些微动,有效地防止爬行现象的产生。

案例4——QY32B汽车起重机作业时垂直支腿缸发生短腿

QY32B汽车起重机出现故障现象:当空载或载荷较小时可正常作业;当载荷达到额定值时,垂直缸(较严重的有3个)缓慢地收缩。

故障分析:造成此故障的原因有液压缸泄漏和缸筒变形。

将3个垂直缸进行解体检查,各种密封圈、活塞及活塞杆均未发现扭伤或磨损现象,更换新的密封圈和液压锁后故障依然存在。当测量同一缸筒上、中、下部的外径时,发现有0.05~0.08mm的差别。该起重机已经使用了6年,垂直支腿缸在作业时,其受力点基本在一个位置上,造成缸筒材料接近疲劳极限,出现受力点局部胀大情况,当载荷达到额定值时,密封圈封不住压力油,高、低压腔串通,液压缸收缩,发生短腿现象(图2-118)。

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图2-118 垂直缸缸筒受 力变形收缩局部放大图

故障处理:更换新缸筒,故障排除。

案例5——QY40型起重机水平支腿液压缸拉伤

有一台QY40型起重机,出现水平支腿液压缸、其他液压缸多处被拉伤,液压油经常被堵塞,阀芯、密封圈严重磨损,造成内泄等故障现象。具体表现:水平支腿液压缸的活塞杆弯曲,伸缩次序混乱,严重漏油;垂直支腿液压缸的活塞杆表面拉伤严重,并伴有下降现象;变幅时,变幅缸发出异响;上、下车多路换向阀外漏,内部油路窜油。吊臂伸缩缸操作顺序混乱,伸缩缓慢,并发生严重抖动;回转支承运转时,左右晃动间隙偏大;电磁阀堵塞、失灵。

通过解体检查:发现液压油中含有大量的金属颗粒,油箱底有一层厚厚的黑色油泥,回油过滤器(XU630×20)已被破坏,滤芯中有许多金属屑(宽度在3mm左右,长度最长达20mm),同时还含有大量的橡胶残屑。作业过程中,在回油管上存在很大的背压,回油胶管多处破裂。风冷却器、回油过滤器已被严重堵塞,不难看出,液压油已严重污染。

回油管虽被插入油箱中油液里,但回油有1~5m/s的流速,会将油箱底部的脏油冲起来,被液压泵吸走,这种恶性循环加速了液压元件的磨损。

导致液压油污的主要原因是:液压元件有加工飞边,工作时,高压油将飞边冲下来,进入液压油里;过滤结构设计不合理,不能将液压油中的金属颗粒严格过滤;整机在出厂前没有将管路及组合元件清洗干净;以及受到工作环境中空气、水、灰尘的污染。

排除上述故障的根本方法是:

1)在吸油管上增设网式过滤器。其目的是用来滤除混入油液中的较大颗粒杂质(0.13~0.4mm),保护液压泵及整个系统免遭堵塞。滤网精度可为100~200目,通油能力应至少大于泵流量的2倍。根据管路的布置和具体尺寸,采用Y形管式过滤器,其特点为直接装于油箱接近液压泵吸油口处,只需卸开过滤器的小端盖即可更换滤芯,从而大大简化了滤芯的更换,其型号为YWU630×180—J。

2)把回油管路上的线隙式粗过滤器改为纸质式精过滤器。其理由是,纸质过滤具有过滤精度高(0.005~0.03mm),结构紧凑,重量轻,通油能力强,工作压力可以达到380MPa等优点,而线隙式过滤器过滤精度没有纸质式过滤器高,过滤材料强度也较低,易破裂。该起重机的液压元件的过滤精度为20~25μm,因此,应选择过滤精度比较高的过滤器,其型号为ZU-A630×20FS,考虑到纸质式过滤器容易堵塞,所以附加CSⅢ型发信装置。

3)在风冷却器前增加线隙式过滤器,其型号为XU—400×20,目的是防止风冷却器和纸质式过滤器的堵塞,提高纸质过滤器的使用寿命,如图2-119所示。

4)油箱上设空气过滤器的通气孔。进气面积要足够大,使箱内压力保持一个大气压,选用空气过滤器时以具有一定的裕度为宜,一般选用空气流量为泵容量的1.5倍左右。

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图2-119 液压系统部分原理图

1—回油过滤器 2—三联泵 3—中心回转接头 4—三联单向阀 5—风冷却器 6—粗过滤器 7—Y型过滤器

5)液压油改用32#抗磨液压油。因为抗磨液压油是在基础油里加入了一定剂量的抗磨剂,此外还加有抗氧、抗腐、抗泡、抗锈等添加剂,因而适用于高压液压传动系统,同时抗磨液压油还扩大了环境温度的适用范围,而普通液压油只适用于压力小于8MPa的中低压和8~16MPa的中高压液压系统,不适用于高压系统和低温环境。根据该起重机的额定工作压力为22MPa和冬天气温为-5℃左右的时间较长,故选用32#抗磨液压油。

6)回转支承钢球的磨损不大,但晃动严重,决定将钢球直径改为44.55mm。

7)水平支腿液压缸全部伸出时,长度达3.2m,而活塞杆直径只有39mm,这样细长的活塞杆在重力的作用下,会发生自然弯曲,因此,在水平支腿上加装一个支承座,如图2-120所示。(www.xing528.com)

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图2-120 水平支腿断面图

1—水平支腿 2—水平液压缸 3—橡胶滚筒

案例6——QTZ25型塔式起重机液压泵起动后无顶升动作

自升塔式起重机(以下简称塔机)是高层建筑施工过程中常用的起重设备。这种起重机可随着建筑物逐步升高,利用自身的顶升液压系统将上部塔顶结构升高,使塔身达到所需高度。

本例所涉及的是一台最大起重量2t,最大回转半径30m,最大起升高度60m的QTZ25型自升塔式起重机。这台设备在施工过程中,顶升液压系统出现了液压泵起动后,执行元件无动作的故障。下面对此问题进行分析。

QTZ25型塔式起重机顶升液压系统原理如图2-121所示。系统的正常工作情况如下:齿轮泵3在电动机4的带动下,通过过滤器2从油箱1中吸油。在换向阀7处于中位时液压泵卸荷,顶升液压缸10不动作。当要顶升套架及上部塔顶结构时,使手动换向阀7在b位工作,于是压力油进入缸的无杆腔,缸筒上升;带动顶部套架上升,有杆腔油经换向阀回油箱,完成顶升动作。顶升压力由溢流阀5调节,顶升速度由节流阀8调节。当引入标准塔身要缩回活塞杆或施工完毕要降低塔身时,使手动换向阀在a位工作,压力油进入有杆腔,杆缩回或缸筒下降,无杆腔油经换向阀回油箱,此时节流阀可使缸筒下降或活塞杆缩回比较平稳,防止出现时降时停的现象。双向液压锁9可保证液压缸在顶升或下降过程中在任意位置停止,锁紧不动。

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图2-121 QTZ25型塔式起重机顶升液压系统原理图

1—油箱 2—过滤器 3—齿轮泵 4—电动机 5—溢流阀 6—压力表 7—换向阀 8—节流阀 9—双向液压锁 10—液压缸

(1)故障分析和诊断 为找出故障根源,把所有可能引起同一故障现象的各部位及元件都拆卸检查,显然没有必要,应该在拆卸之前尽量进行周密的诊断。本例采用逻辑分析故障诊断法对上述故障进行诊断。逻辑分析故障诊断法适用于在故障现场使用仪器检查受到限制的情况下,凭借现场掌握的第一手资料,在弄清液压系统的传动原理、结构特点、各个元件在系统中的作用、系统的有关参数及实际液压系统的布置情况的基础上,根据故障现象,合乎逻辑地去分析和判断故障。在逐步深入以后,有目的、有方向地缩小可疑范围,排除可能的非故障原因,确定故障区域、部位直至某个元件,最后加以排除。对于上面提出的故障,首先判断是不是电气原因引起的。经检查确定,电气部分工作正常,电动机转向正确。

其次分析液压系统方面可能产生的原因。

1)液压缸活塞或活塞杆被卡住。将液压缸活塞杆端部与塔架脱开,使其处于无负荷状态。起动液压泵,分别使换向阀在左、右位投入工作,观察到活塞杆能正常地完成缩回或伸出动作,说明缸内无卡住问题。

2)液压缸活塞上密封圈损伤,内泄严重,造成液压缸压力不足。使活塞杆在无负荷状态下在任一位置停留一定时间,观察活塞杆是否在自重作用下下沉。结果没有发现下沉现象,说明缸无内泄。

3)溢流阀5调整压力过低,或溢流阀本身有故障。在液压泵起动状态下,使换向阀7在液压缸顶升的位置上工作,观察压力表6,逐渐旋紧溢流阀5的调压手轮,使压力逐渐升高。结果无论怎样拧紧手轮,从压力表上观察到的最大压力仅9MPa,说明溢流阀能调压,但压力调不高。溢流阀压力调不高,其可能的原因有:主阀芯或阀座锥面磨损、不圆或不同心;锥面处有脏物粘住;主阀芯移动有卡滞现象;先导阀调压弹簧弯曲或太弱、或长度过短;先导阀锥阀与阀座接合面处密封性能差。要想确定该溢流阀是否存在上述问题,解体检查是一种方法,但若此阀无故障,解体检查反会带来故障。采用“元件置换法”,即从阀块上卸下原来的溢流阀,换上同型号的备用溢流阀,重复上述检查过程。发现最大调节压力仍在9MPa,而该阀为YE型高压溢流阀,额定工作压力可达32MPa。由此可以断定,溢流阀5的正常工作压力只应在9MPa上下,阀本身无故障。

4)油箱油量不足或吸油过滤器堵塞。通过观察油标,可知油箱的油量足够,同时从液压缸空载往复运动情况及吸油口处噪声无异常可以断定,吸油过滤器无堵塞现象。

5)液压泵故障使输出压力不足。在排除上述四项可能的故障后,已可断定造成液压系统执行元件无动作的原因是泵的输出压力不足。对于齿轮泵,导致其输出压力不足的主要原因有:齿轮端面与侧板磨损,轴向间隙增大。齿顶与壳体磨损,径向间隙增大,导致泵的内泄漏增加,并且压力越高,内泄越严重,容积效率越低,使输出压力升不高。该系统中使用的泵为某厂生产的CB—E型齿轮泵,其壳体及端盖为铝合金材料,一端盖上带有弓形密封圈,采用8字形浮动轴套进行轴向间隙的补偿,轴承滑动轴承。将该齿轮泵卸下解体检查发现,泵端盖上的密封圈有损伤,从而使弓形密封圈内外压力串通,轴向间隙得不到补偿;与从动齿轮接触且靠近吸油腔一侧的壳体上有深达1.0~1.5mm的沟槽,使径向间隙变大。这是由于齿轮泵上受到的不平衡径向力使滑动轴承磨损,导致壳体磨损。

(2)故障排除 更换同型号备用齿轮泵,重新起动液压系统,使溢流阀压力逐渐升高,此时压力表显示的最大压力为13MPa,扳动换向阀,顺利完成了顶升动作。

案例7——FO/23B塔式起重机活动塔架的上升和下降故障

FO/23B塔式起重机是从国外引进的具有高压小流量液压系统的大型塔式起重机,其液压系统的功能是顶升活动塔架,以实现固定塔架的增高或降低。在试验和外场使用中,液压系统出现的故障为活动塔架在停止上升后出现下滑,在下降时又出现抖动。由于该机高65m,臂长50m,其活动塔架的质量超过20t,所以出现故障后情况十分危险,后果非常严重。

该塔式起重机活动塔架的上升和下降是通过操纵液压系统来实现的(图2-122)。

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图2-122 FO/23B塔式起重机液压系统安装简图

1—液压泵站 2—活动塔架 3—顶升液压缸 4—固定塔架

提起液压泵站上的操纵手柄时,活动塔架上升,按下操纵手柄时,活动塔架下降,活动塔架停止上升(此时操纵手柄不提起也不按下)时,活动塔架应该停止下滑,当出现故障时,则一直往下滑。按下操纵手柄时,活动塔架的下降应该是平稳的,当出现故障时,则一边下降一边抖动,发出危险的抖动声。

为了便于分析故障,必须先了解该液压系统(图2-123)。

系统使用的液压泵为定量泵,流量为7.5L/min,液压缸为高压液压缸,可承受40MPa的压力。

当换向阀处于第二功能位置时,油液从换向阀经过B、D单向活门,进入液压缸的E腔使活塞杆伸出,H腔的油液经回油管路,通过安全阀1,经过换向阀流回油箱,实现活动塔架的顶升。当换向阀处于第三功能位置时,油液经换向阀,由6.55MPa±0.4MPa压力的安全阀2旁路,经管路从G点起分成两路,一路为控制油路,控制液控A、C,另一路进入活塞液压缸的H腔,推动活塞,使活塞杆收回,E腔的油液从被液控活塞A、C打开的单向活门B、D流回油箱,使活动塔架下降。当操纵换向阀使其处于第一功能位置时,液压泵与油箱连通,E腔的油液锁闭在液压缸内,活塞杆支撑着的活动塔架固定不动,H腔的油液还保持2.5MPa±0.3MPa压力,使活塞杆能定心牢靠。

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图2-123 FV23B塔式起重机液压系统原理图

1—安全阀,调定压力为25MPa±0.3MPa 2—安全阀,调定压力为65MPa±0.4MPa 3—安全阀,调节手柄装在液压泵站台面上 4—安全阀,调定压力为35MPa 5—换向阀 6—手动活门 7—顶升液压缸 8—液压泵站 A—液控活塞 B—单向活门 C—液控活塞 D—单向活门

(1)下滑故障的解决 当活动塔架在液压力作用下上升时,一旦中止供油(操纵换向阀),活动塔架应该不动,但却一直下滑,这就是下滑故障。下滑故障的出现说明液压缸内E腔的油液没有锁闭住。有可能是单向活门B、D的密封性不好,经分解检查,情况良好。经过10台液压缸在塔式起重机上的试验,发现是液压缸内存空气所致。尽管在液压缸带负载工作之前,使它空载运行了几个来回,放气螺钉拧开到排出的油液见不到气泡为止才关闭,但还是有10L多(大气压下)空气未排出。H腔的空气使得该腔像个蓄能器,它要释放能量,施加在液控活塞A、C上,从而打开单向活门B、D,E腔油液不能锁闭,使活动塔架下滑。因为液控活塞A的压力作用面积是单向活门B压力作用面积的40倍,而液控活塞C的压力作用面积只是单向活门D压力作用面积的3.5倍,所以单向活门B容易被液控活塞A打开,锁闭的E腔油液容易在单向活门B处流出。在高于液压缸的操纵台上(图2-122)拆卸液压缸输油管嘴(该管嘴处于液压缸的最高位置),从与H腔相通的管嘴里喷出10L多油,可见H腔的空气就有10L多。

H腔内有如此大量的空气存在,如何解释这一情况呢?从图2-123可知,H腔不是直接与换向阀相通的,它与换向阀之间有一个安全阀1,因此H腔内的压力一般总保持着2.5MPa±0.3MPa。根据理想气态方程:p1V1=p2V2,在一个大气压下,体积有10L多,在2.5MPa±0.3MPa压力下,体积就只有零点几升,在液压缸的端盖处是能存在这样一个空间的。

根据分析,知道下滑故障是因为缸内存有空气引起的,要解决下滑故障就要想法排尽缸内空气。液压缸在出厂时是不注油的,塔机生产厂家一般都是将液压缸吊到塔机上安装后,再由泵站向液压缸内输入油液,再由放气螺钉处放气。试验证明,这样做放不尽空气,必须将液压缸水平放置在地面上,输入油液后再将液压缸空载运转两个行程,排尽缸内空气,再吊到塔机上安装与泵站联成系统,下滑故障就能排除。该方法也适用于塔机转场作业。

(2)抖动故障的解决 先看现场的试验记录。

活动塔架(未装横臂)的质量为13t,顶升时泵站压力表指示压力为10MPa,顶升速度为370mm/min。下降速度为370mm/min,被试液压缸编号:F870007。

下降时泵站压力表指示值、活动塔架下降时的情况、手动活门拧出圈数见表2-16。

表2-16 参数表

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从整个试验情况来看,只有在液压缸的手动活门开度为0.94mm(即至止动点后拧出3/4圈)时,操纵活动塔架下降,是平稳下降而无抖动现象。可见手动活门的调节是非常重要的。其原因如下:

1)当手动活门开度小时(例如从止动点拧出1/4圈时)。因为活动塔架的质量为13t,液压缸的直径为15cm,由活动塔架这一负载引起的液压缸内E腔的压力为77MPa。单向活门D的受压面积为2cm2,液控活塞C的受压面积为7cm2。从表2-16中查出下降时压力表指示压力为2.7MPa,是作用在液控活塞C上的压力。液压缸内E腔的压力就是作用在单向活门D上的压力。设作用在液控活塞C上的液压力为F1,作用在单向活门D上的液压力为F2,那么

F1=2.7×100×7N=1890N;F2=7.7×100×2N=1540N

因为F1F2,所以,单向活门D就被打开了。

因为单向活门D是一个通径大的活门,一旦打开,E腔的油液就在活动塔架的压迫下,从D口以大流量流出,而H腔的油液只能从液压泵得到流量为7.5L/min的补充,在这一瞬间H腔的压力显著降低,作用在液控活塞C上的压力也显著降低,单向活门D关闭,E腔的油液流不出去,H腔的油液在不断增加,紧接着H腔的压力又上升到2.7MPa(见表2-16),又将单向活门D打开,E腔的油液又在活动塔这一负载的压迫下,从D口以大流量流出……由于单向活门D的一开一关,引起活动塔架一会儿快速下降,一会儿又停止下降,因而出现了活动塔架下降时抖动故障。

2)当手动活门开度大时(例如从止动点拧出1圈时)。压力表的指示压力只有0.3MPa(见表2-16)

F1=0.3×100×7N=210N;F2=1540N,

因为F1F2,所以,单向活门D处于关闭状态。

在此情况下,E腔的油液经手动活门,从单向活门B沿管路流回油箱。由于手动活门开度大,流出E腔的油液多于流入H腔的油液,就在H腔产生了负压,使作用在液控活塞A上的液压力减小,导致单向活门B关闭,E腔的油液流不出去,促使H腔的油压上升,打开单向活门B,造成E腔的油液大量流出。由于单向活门B的一开一关,导致活动塔架一会儿快速下降,一会儿又停止下降,造成活动塔架下降时抖动。

根据分析,抖动故障的出现是因为手动活门调节不适当。为此,在泵站未起动时,先将手动活门拧至止动点,然后再退出大约拧3/4圈。活动塔架下降时,就不会出现抖动故障。

采用上述方法后,FO/23B塔式起重机活动塔架的抖动、下滑故障已不存在,在厂内和施工现场都运转正常。

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图2-124 QZ—8型汽车起重机支腿收放支路的液压系统图

案例8——QZ—8型汽车起重机支腿收放液压支路故障

QZ—8型汽车起重机支腿收放支路的液压系统图如图2-124所示。由于汽车轮胎支承力有限,且为弹性体,故在起重作业前必须放下前、后支腿,使汽车轮胎架空,用支腿承重,以保证作业安全,在汽车行驶时又必须将支腿收起。

当手动换向阀A在左位工作时,液压泵输出的压力油经阀A和液控单向阀进入前支腿液压缸的无杆腔,推动活塞下行,使前支腿放下;当阀A在右位工作时,压力油经阀A和液控单向阀进入前支腿液压缸的有杆腔,推动活塞上行,使前支腿收起。为了确保支腿停放在任意位置时能可靠地锁住,在油路中设置了由液控单向阀组成的双面液压锁。当阀A处于中位时,液压泵卸载。手动换向阀B用来控制后支腿液压缸的收放动作,其工作原理与前支腿液压缸相同。系统在工作过程中,虽然放下了前、后支腿,但不能托起车身,使轮胎架空。

分析:液压缸不动作的故障,其本质原因是缸内油液压力不足或运动阻力太大,以致液压缸不能推动负载运动。液压缸、溢流阀、换向阀、管路系统和液压泵都可能出现故障,造成压力不足;液压缸严重漏油,负载过大或摩擦阻力太大、进油口被堵塞也会造成压力不足;溢流阀调整压力太低、主(导)阀弹簧失效或太软、导阀与阀座密封不良、主阀芯阻尼孔堵塞等原因也会造成压力不足;换向阀不能换向、油箱油量不足、油路堵塞等原因,仍然可使压力不足;液压泵是动力元件,泵的流量不足或容积效率过低,同样会造成压力不足,以致推不动负载。液压泵转速不够、泵内混入空气、排量过小或吸油口漏气会使泵的流量不足;泵的密封失效、泵内摩擦副严重磨损会使容积效率过低。

诊断:

1)检查油箱的油量、液压缸的外泄漏、过滤器和管路是否堵塞。经过检查,可知油箱油量充足,液压缸无外泄漏,过滤器和管路无堵塞。

2)检查液压缸故障。由于支腿液压缸可以放下着地和收起,说明换向阀可换向,液压缸没有被卡住。采用“试探反证法”,将支腿液压缸放下但不着地。静止一段时间,液压缸的活塞仍然停止在原位,说明液压缸无内泄漏,液压缸无故障。

3)检查溢流阀故障。检查是否调整压力太低。采用“仪表分析法”。将溢流阀全打开,启动液压泵,将换向阀A工作在左位,逐渐旋紧溢流阀的调压手轮,观察压力表的变化,无论怎样旋紧调压手轮,压力表指示的最大压力仅为6MPa,无法达到泵的工作压力2lMPa,说明压力上不去。溢流阀压力调不高,可能是溢流阀故障,也可能是其他原因。为了避免误将合格的溢流阀解体检查,采用“比较法”,即将溢流阀卸下,换上同型号的备用溢流阀,重复上述检查过程,发现最大调整压力仍然只有6MPa。由此可见,溢流阀无故障。

4)检查液压泵的故障。排除上述可能的原因之后,已可断定故障出在液压泵上。卸下液压泵,解体进行检查,看到缸体与配流盘、柱塞与缸体均有不同程度的磨损。磨损造成液压泵严重内泄漏,使液压系统的压力上不去,导致支腿液压缸不能托起车身。换一个相同型号的液压泵,故障得以排除。

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