礦區(qū)在用40噸框架式支架搬運(yùn)車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不足產(chǎn)生故障的原因及解決方法

摘 要：神南公司在用40噸框架式支架搬運(yùn)車在使用過程中輪馬達(dá)損壞原因及解決方法，40噸框架式支架搬運(yùn)車輪馬達(dá)損壞給公司帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)國內(nèi)還不具備修理輪馬達(dá)的條件，根據(jù)圖紙分析該液壓系統(tǒng)在計(jì)時(shí)存在不足，為了解決輪馬達(dá)損壞的問題在控制換向回路增加一個(gè)液控先導(dǎo)閥就可解決輪馬達(dá)損壞的問題。

關(guān)鍵詞：搬運(yùn)車；液壓系統(tǒng)；故障

1 40噸框架式支架搬運(yùn)車液壓系統(tǒng)工作原

1.1 主油泵工作原理

工作時(shí)首先起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)二臺(tái)雙向變量泵，同時(shí)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)單向變量泵，油泵開使供油，（該系統(tǒng)所有油泵排量的大小取決于負(fù)載的大?。┻@時(shí)將停車氣動(dòng)控制閥（PARK BRAK）紅色手柄拉出，使氣路接通，氣動(dòng)二位四通先導(dǎo)閥（14/4）的閥芯向下移動(dòng)P與B油口聯(lián)通，將控制油供給差速閥（7/2）和手動(dòng)換向閥（4/1），同時(shí)與制動(dòng)踏板閥油路聯(lián)通，輪馬達(dá)的制動(dòng)油缸在壓力油的作用下克服彈簧作用力使制動(dòng)活塞向前移動(dòng)，解除制動(dòng)。

操作手動(dòng)換向閥（4/1），這時(shí)控制油由P口經(jīng)1口（88號(hào)油管有控制油）將雙向變量泵的變量活塞向右移動(dòng)，輪馬達(dá)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如果控制油由P口經(jīng)2口（87號(hào)油管）雙向變量泵的變量活塞向左移動(dòng)，輪馬達(dá)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。40噸支架搬運(yùn)車的液壓系統(tǒng)是閉式系統(tǒng)在工作時(shí)馬達(dá)、油泵、控制閥有潤滑性卸漏，同時(shí)系統(tǒng)還需冷熱油交換，因此二臺(tái)主泵各配有補(bǔ)油泵一臺(tái)，這樣系外的冷油補(bǔ)到閉式系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)行冷熱油交換，降低液壓系統(tǒng)液壓油的溫度。另外系統(tǒng)還配有一臺(tái)輔助泵用于車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及提升夾及緊支架。

1.2 提升液壓支架時(shí)的工作原理支架

操作二位四通Y型手動(dòng)換向閥，使二位四通Y型手動(dòng)換向閥的閥芯向后移動(dòng)，這時(shí)壓力油進(jìn)入提升油缸無桿腔進(jìn)油口處的136號(hào)油管將控制油經(jīng)17號(hào)二位三通氣動(dòng)先導(dǎo)閥，將先導(dǎo)閥的閥芯向左移動(dòng)這時(shí)1口與2口接通，壓縮空氣經(jīng)1口與2口將梭閥的閥芯向左移動(dòng)，壓縮空氣到達(dá)140/1二輪四輪氣控先導(dǎo)閥（二位三通氣控先導(dǎo)閥），二位三通氣控先導(dǎo)閥的閥芯向下移動(dòng)，這時(shí)2與3聯(lián)通。壓力油經(jīng)11號(hào)接口通時(shí)液壓油管將控制油接入拖車多路聯(lián)接板8號(hào)油口，經(jīng)M8測點(diǎn)分為二路，一路從多路板的30號(hào)油口，經(jīng)右則（72）號(hào)液壓油管、另一路從多路板的47號(hào)油口經(jīng)左則72號(hào)油管，分別同時(shí)到達(dá)Freewheel valve自由輪換向閥，經(jīng)過G油口進(jìn)入然后到達(dá)先導(dǎo)閥，使閥芯向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)。

2WD二輪驅(qū)動(dòng)每小時(shí)24kph時(shí)工作原理，當(dāng)操作氣動(dòng)系統(tǒng)38/2（FRONT DISPLACEMENT SELECTOR）前輪二輪驅(qū)動(dòng)高速時(shí)，壓縮空氣經(jīng)二位三通手動(dòng)換向閥，由C口到達(dá)MOTOR DISSPLACENET切換閥14/2氣動(dòng)二位三通先導(dǎo)閥，由出口10經(jīng)前輪號(hào)109油管進(jìn)入多路板7號(hào)油口從31號(hào)油口經(jīng)54號(hào)油管，使配油軸套向下移動(dòng)，這時(shí)前輪馬達(dá)為單排柱塞工作，由于油泵的排量最大時(shí)每分鐘為299Lpm由于是單排柱塞工作，這時(shí)的速度為每小時(shí)24kph（2WD二輪驅(qū)動(dòng)時(shí)）。

4WD四輪驅(qū)動(dòng)每小時(shí)12 kph時(shí)工作原理，當(dāng)操4/1和4/2手動(dòng)換向閥向前時(shí)，馬達(dá)B口排油經(jīng)62號(hào)油管過多路聯(lián)接板11號(hào)接口分別從24、25接口經(jīng)46、47、號(hào)油管到達(dá)前后輪馬達(dá)，由于46號(hào)油路在視圖中是不通狀態(tài)，從而47號(hào)油管經(jīng)配油軸R口進(jìn)入前輪馬達(dá)的雙排柱塞，這時(shí)的速度為每小時(shí)12 kph。

4WD 四輪驅(qū)動(dòng)每小時(shí)8 kph時(shí)工作原理，當(dāng)操4/1和4/2手動(dòng)換向閥向前時(shí)，馬達(dá)B口排油經(jīng)62號(hào)油管過多路聯(lián)接板11號(hào)接口分別從24、25接口經(jīng)46、47、號(hào)油管到達(dá)前后輪馬達(dá)，從而47號(hào)油管經(jīng)配油軸R口進(jìn)入前輪馬達(dá)的雙排柱塞，同時(shí)操作REARDISPLACEMENT（后邊的輪馬達(dá)工作狀態(tài)選擇閥38/1，壓縮壓氣經(jīng)二位三通換向閥1與2聯(lián)通，由D口到達(dá)14/1二位四通氣動(dòng)先導(dǎo)閥，2與3聯(lián)通，經(jīng)11號(hào)油口， 98號(hào)油管經(jīng)多路板8號(hào)進(jìn)入從30號(hào)口出來經(jīng)72號(hào)油管到達(dá)31號(hào)THROTT PEDAL ASSEMBLY換向閥，從G口進(jìn)入使換向閥的閥芯向上移動(dòng)，這時(shí)PAR與AR聯(lián)通，由于14/1接通使配油軸向下移動(dòng)從R到CCW，由于Y型配油軸這時(shí)為直線，后邊左2、右2、輪馬達(dá)和前邊左1、右1、輪馬達(dá)工作狀態(tài)分別為單排柱塞工作，因此這時(shí)的速度為每小時(shí)8kph。

4WD 四輪驅(qū)動(dòng)每小時(shí)6 kph時(shí)工作原理，將氣動(dòng)系統(tǒng)38/1、38/2二位三通手動(dòng)換向閥處于視圖狀態(tài)，那么液壓系統(tǒng)中的14/1、14/2二位三通氣動(dòng)先導(dǎo)閥的閥芯向上移動(dòng)，通路形式分別為1與2接通，這樣左前1號(hào)、右前1號(hào)輪馬達(dá)是目前視圖狀態(tài)，即此時(shí)為雙排柱塞工作。

同時(shí)操作氣動(dòng)系統(tǒng)38/3二位三通手動(dòng)換向閥，這時(shí)手動(dòng)換向閥的閥芯向左移動(dòng)1與2聯(lián)通，壓縮空氣將梭閥的閥芯向右移動(dòng)，使140/1二位四通氣動(dòng)先導(dǎo)閥的閥芯向下移動(dòng)，這時(shí)氣動(dòng)先導(dǎo)閥的2與3聯(lián)通，控制油經(jīng)11號(hào)出口、98號(hào)油管、多路板8號(hào)入口、30號(hào)出口，經(jīng)72號(hào)油管到31/1換向閥，由G口進(jìn)入將液控先導(dǎo)閥的閥芯向上移動(dòng)，PAR與AR聯(lián)通，壓力油經(jīng)配油軸R口進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)后輪馬達(dá)雙排柱塞工作，這時(shí)的行駛速度為每小時(shí)6 kph。

1.3 制動(dòng)系統(tǒng)工作原理

在準(zhǔn)備行車時(shí)將氣動(dòng)系統(tǒng)紅色（PARK BRAKE）停車制動(dòng)器的閥芯向上移動(dòng)，壓縮空氣經(jīng)A口到達(dá)14/4號(hào)氣動(dòng)二位四通先導(dǎo)閥的閥芯向下移動(dòng)，這時(shí)P、B聯(lián)通，控制液由15號(hào)油口經(jīng)84號(hào)油管，到腳踏板制閥，根據(jù)視圖狀態(tài)目前屬于制動(dòng)解除狀態(tài)。

當(dāng)車輛行駛時(shí)遇到緊急情況時(shí)，司機(jī)可將紅色（PARK BRAKE）手柄按下，這時(shí)由于14/4的氣原被切斷，14/4氣動(dòng)二位四通先導(dǎo)閥的閥芯在彈簧力的作用下，使14/4氣動(dòng)二位四通先導(dǎo)閥的閥芯向上移動(dòng)，B與T聯(lián)通，輪馬達(dá)制動(dòng)活塞受蝶形彈簧的作用力，使制動(dòng)磨擦片的內(nèi)片與外片緊密接觸發(fā)生磨擦力，使輪馬達(dá)停止工作，因此達(dá)到制動(dòng)的目的。

當(dāng)行車時(shí)需要臨時(shí)性或短暫停車，司機(jī)需用腳踏板控制來完成制動(dòng)，將9號(hào)腳踏板制動(dòng)板踩下，制動(dòng)閥的閥芯向上移動(dòng)，進(jìn)油P口與A口斷開，輪馬達(dá)制動(dòng)活塞受蝶形彈簧的作用力，使制動(dòng)磨擦片的內(nèi)片與外片緊密接觸發(fā)生磨擦力，使輪馬達(dá)停止工作，因此達(dá)到制動(dòng)的目的。

2 設(shè)計(jì)不足產(chǎn)生故障的原因

由于工人操作行車時(shí)，有時(shí)遇到緊急情況，用腳踏板剎車制動(dòng)，而此時(shí)未將4/1手動(dòng)換向閥的操作手柄放到中立位置，因此雙向變量泵的變量控制油缸仍然處于推動(dòng)雙向變量泵的變量機(jī)構(gòu)在工作狀態(tài)，這時(shí)流量壓力都處于大流量高壓，經(jīng)過分析輪馬達(dá)這時(shí)同時(shí)受到了二個(gè)作用力，一個(gè)是壓力油進(jìn)入四個(gè)輪馬達(dá)的柱塞工作腔，使用權(quán)輪馬達(dá)處于工作狀態(tài)，而另一個(gè)作用力是來自解除馬達(dá)制動(dòng)油缸的控制油，這時(shí)由于制動(dòng)彈簧的作用，使制動(dòng)磨擦片處于工作狀態(tài)，一側(cè)是輪馬達(dá)的扭轉(zhuǎn)力，一側(cè)是制動(dòng)磨擦片的制動(dòng)力，因此造成輪馬達(dá)的嚴(yán)重?fù)p壞，嚴(yán)重時(shí)輪馬達(dá)報(bào)廢無修理價(jià)值，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)（輪馬達(dá)價(jià)格為32萬元）加上人工、材料等費(fèi)用約為40萬元。

3 解決的方法

在腳踏板剎車制動(dòng)板的地方增加一個(gè)二位二通閥，當(dāng)工人用腳踏板剎車制動(dòng)時(shí)二位二通閥的閥芯向下移動(dòng)（見增加二位二通閥后的圖紙）。

原理從斜盤雙向變量柱塞泵換向閥處接控制油到增加的二位二通閥，由于采用腳踏板剎車制動(dòng)，這時(shí)二位二通閥的閥芯向下移動(dòng)，1與2聯(lián)通，控制雙向變量泵換向閥的控制液經(jīng)2號(hào)油口回油箱，此時(shí)斜盤雙向變量柱塞泵處于非工作狀態(tài)，雙向變量泵的擺角為0度，斜盤雙向變量柱塞泵不排油，此時(shí)輪馬達(dá)只受到來自制動(dòng)彈簧的作用力，因此不會(huì)造成輪馬達(dá)的損壞。因而減少或降低了由于輪馬達(dá)的損壞造成的經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)束語

隨著公司框架式支架搬運(yùn)車的逐年增加，對以后新進(jìn)口的框架式支架搬運(yùn)車要求外方在這方面進(jìn)行改造，同時(shí)對公司現(xiàn)有的框架式支架搬運(yùn)車在技術(shù)上進(jìn)行改造，是可以避免輪馬達(dá)的損壞，減少經(jīng)濟(jì)損失約為30萬元人民幣（每個(gè)輪馬達(dá)），間接經(jīng)濟(jì)損失（人工費(fèi)用、材料費(fèi)）。

根據(jù)現(xiàn)有工資水平及材料費(fèi)約2萬元，因此根據(jù)我多年對這種車型的工作經(jīng)驗(yàn)，會(huì)起到一定的作用，不足之處請各位老師和專家指正。

5 液壓系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)參數(shù)表入氣動(dòng)系液壓系統(tǒng)表（見表1）。