QS650清篩機(jī)液壓挖掘系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

(中國(guó)神華軌道機(jī)械化維護(hù)分公司肅寧工務(wù)機(jī)械段， 河北 滄州　062350)

引言

液壓技術(shù)是工程機(jī)械的核心技術(shù)之一，在工作裝置、走行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)都有著廣泛的應(yīng)用[1]。液壓傳動(dòng)相比機(jī)械傳動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)，能吸收沖擊和振動(dòng)，帶載荷啟動(dòng)容易，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速和無(wú)級(jí)變速，能提高傳動(dòng)裝置的動(dòng)力性能。但是液壓系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精密度高的機(jī)、電、液綜合系統(tǒng)，難免發(fā)生故障。液壓故障因故障點(diǎn)隱蔽、因果關(guān)系復(fù)雜、易受隨機(jī)性因素影響、失效分布較分散，故障診斷與維修難度大，故障排除是維修過(guò)程中重要的一環(huán)[2]。近年來(lái)，基于人工智能的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷技術(shù)日益獲得重視和發(fā)展，液壓系統(tǒng)故障診斷智能診斷技術(shù)成為液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[1,3]。

清篩機(jī)是大型養(yǎng)路機(jī)械中重要的車型之一，液壓挖掘系統(tǒng)是QS650清篩機(jī)重要的作業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要驅(qū)動(dòng)一個(gè)鏈輪帶動(dòng)挖掘鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，挖掘鏈的扒板、扒指將石砟從軌枕下道床上挖出石砟輸送到振動(dòng)篩，經(jīng)過(guò)篩分分別將石砟回填到道床、將污土拋到路基下面或拋到物料車上進(jìn)行集中處理。它的性能的好壞直接決定著清篩機(jī)的作業(yè)效率。在大型養(yǎng)路機(jī)械目前還沒(méi)廣泛推廣智能狀態(tài)檢測(cè)機(jī)故障診斷的情況下，了解其原理、掌握其常見(jiàn)故障顯得非常重要。

1　工作原理

圖1為QS650清篩機(jī)液壓挖掘系統(tǒng)原理示意圖?？刂票?的壓力油一路經(jīng)過(guò)手動(dòng)換向閥6控制液動(dòng)換向閥7，當(dāng)手動(dòng)換向閥右移，控制泵壓力油進(jìn)入液動(dòng)換向閥7的右側(cè)，液動(dòng)換向閥7左移，主泵1的壓力油則通過(guò)液動(dòng)換向閥7到達(dá)雙向變量馬達(dá)8上方，雙向變量馬達(dá)8正轉(zhuǎn)，反之，雙向變量馬達(dá)8則反轉(zhuǎn)?？刂票玫牡诙穭t到達(dá)電磁換向閥5，通過(guò)電磁換向閥5的通斷電控制輔助變量泵2的流量改變?？刂票玫牡谌返竭_(dá)轉(zhuǎn)閥10，通過(guò)轉(zhuǎn)閥的接通或斷開(kāi)油路控制雙向變量馬達(dá)8的流量改變。

1.主泵　2.輔助變量泵　3.控制泵　4.溢流閥　5.電磁換向閥　6.手動(dòng)換向閥　7.液動(dòng)換向閥　8.雙向變量馬達(dá)　9.過(guò)濾器　10.轉(zhuǎn)閥　11.單向閥圖1　QS650清篩機(jī)液壓挖掘系統(tǒng)原理圖

通過(guò)控制輔助變量泵2的流量和雙向變量馬達(dá)8的流量改變，雙向變量馬達(dá)8可獲得不同的轉(zhuǎn)速，該挖掘系統(tǒng)根據(jù)馬達(dá)轉(zhuǎn)速有四擋：當(dāng)電磁換向閥5斷電，系統(tǒng)主要靠主泵1供油，轉(zhuǎn)閥10在斷開(kāi)位，雙向變量馬達(dá)8排量最大，此時(shí)馬達(dá)獲得最低轉(zhuǎn)速，為1擋；當(dāng)電磁換向閥5斷電，系統(tǒng)主要靠主泵1供油，轉(zhuǎn)閥10在接通位，雙向變量馬達(dá)8排量最小，此時(shí)馬達(dá)轉(zhuǎn)速提高，為2擋；當(dāng)電磁換向閥5通電，系統(tǒng)主要靠主泵1和輔助變量泵2供油，轉(zhuǎn)閥10在斷開(kāi)位，雙向變量馬達(dá)8排量最大，但此時(shí)由于兩個(gè)泵同時(shí)供油，馬達(dá)獲得了更多的流量，轉(zhuǎn)速又得到提高，為3擋；當(dāng)電磁換向閥5通電，系統(tǒng)主要靠主泵1和輔助變量泵2供油，轉(zhuǎn)閥10在接通位，雙向變量馬達(dá)8排量最小，此時(shí)馬達(dá)轉(zhuǎn)速最高，為4擋[4]。

2　常見(jiàn)故障分析

2.1　挖掘馬達(dá)故障

挖掘馬達(dá)是挖掘系統(tǒng)的核心部件，主要承擔(dān)帶動(dòng)鏈輪及挖掘鏈，達(dá)到挖掘道砟的目的。某清篩機(jī)在作業(yè)的時(shí)候，挖掘鏈振動(dòng)加大，轉(zhuǎn)速逐漸減慢，過(guò)濾器9對(duì)應(yīng)的指示燈亮，于是停車檢查，發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器內(nèi)鐵屑明顯增多，并伴有小鐵塊出現(xiàn)。于是停止作業(yè)，返回駐地后對(duì)液壓馬達(dá)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)一柱塞活塞環(huán)斷裂，導(dǎo)致活塞與缸套造成磨損。經(jīng)過(guò)專業(yè)廠家維修，更換了磨損的柱塞和缸套，安裝后，設(shè)備恢復(fù)正常。

該馬達(dá)是雙向變量柱塞馬達(dá)，在它的卸油回路上安裝有一個(gè)過(guò)濾器9，該過(guò)濾器帶有壓力開(kāi)關(guān)，當(dāng)濾芯前后壓力差達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，該開(kāi)關(guān)就會(huì)閉合，造成操作室相應(yīng)指示燈亮。挖掘馬達(dá)卸油回路過(guò)濾器指示燈亮?xí)r，主要有兩種可能，一是過(guò)濾器堵塞，使過(guò)濾器前后壓力差升高，造成指示燈亮；二是說(shuō)明馬達(dá)內(nèi)卸較為嚴(yán)重，當(dāng)內(nèi)卸達(dá)到一定程度時(shí)，通過(guò)馬達(dá)卸油油路過(guò)濾器的流量增大，同樣會(huì)造成濾清器前后壓力差升高，造成指示燈亮。一般當(dāng)柱塞馬達(dá)的內(nèi)卸達(dá)到馬達(dá)流量的1/10時(shí)，就應(yīng)該進(jìn)行維修。

液壓馬達(dá)損壞的原因主要有：一是自然磨損，是機(jī)械運(yùn)動(dòng)及油液中的化學(xué)物質(zhì)與金屬的化學(xué)反應(yīng)等長(zhǎng)期作用造成的，這種磨損無(wú)法避免，但通過(guò)精心保養(yǎng)維護(hù)和正確使用，可以減慢磨損速度，延長(zhǎng)磨損的周期；二是磨粒磨損，主要是油液中的各種雜質(zhì)導(dǎo)致的，通過(guò)液壓油的定期檢測(cè)，及時(shí)過(guò)濾和更換可以減少這種磨損；三是氣蝕，主要是由于液壓油中混入一定的空氣，這些空氣在液壓油路中被壓縮后從高壓區(qū)到低壓區(qū)急劇釋放，形成高溫和高酸，在液壓元件表面形成高壓到低壓方向的扇形痕跡，這種損壞主要通過(guò)杜絕液壓系統(tǒng)空氣的混入避免[5]。

2.2　溢流閥故障

1) 主泵溢流閥故障

主泵溢流閥4/1調(diào)定壓力為35 MPa，輔助變量泵參與作業(yè)時(shí)，同時(shí)使用這一個(gè)溢流閥。當(dāng)挖掘鏈遇到阻力停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該溢流閥溢流，防止壓力過(guò)高造成機(jī)械損壞。當(dāng)該溢流閥失效時(shí)，挖掘系統(tǒng)無(wú)壓力，造成設(shè)備故障，影響施工生產(chǎn)。某清篩機(jī)在施工過(guò)程中，挖掘鏈突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)手動(dòng)換向閥6，系統(tǒng)無(wú)壓力，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)該溢流閥的先導(dǎo)閥阻尼孔被堵死，經(jīng)疏通處理，安裝后設(shè)備恢復(fù)正常。

2) 控制泵溢流閥故障

控制泵溢流閥4/2調(diào)定壓力為6 MPa，當(dāng)該閥失效或不準(zhǔn)時(shí)，會(huì)造成受控閥件不能到位，造成整個(gè)液壓系統(tǒng)失控。處理該問(wèn)題的主要方法是及時(shí)處理該溢流閥或更換，保證液壓系統(tǒng)的正常。

溢流閥主要失效原因：① 由于大塊異物卡住閥芯，使閥芯不能復(fù)位，造成液壓系統(tǒng)卸荷； ② 液壓油中的細(xì)小氧化顆粒堵塞溢流閥的阻尼孔，造成溢流閥卸荷。處理該問(wèn)題的主要辦法就是清洗溢流閥、更換液壓油、清洗油箱或?qū)σ簤河瓦M(jìn)行過(guò)濾； ③ 主閥芯上有毛刺導(dǎo)致閥芯卡滯?？梢杂媚猃埶?duì)主閥芯、閥體沉割槽尖棱邊上的毛刺進(jìn)行清除； ④ 先導(dǎo)閥錐與閥座小孔密合處產(chǎn)生磨損，此種情況需要更換或研磨修復(fù)閥座和先導(dǎo)閥錐，使之密合； ⑤ 先導(dǎo)閥遙控口油堵松動(dòng)漏油，此時(shí)應(yīng)對(duì)遙控口油堵上緊并做密封處理[5]。

2.3　電磁換向閥故障

電磁換向閥5是用來(lái)控制輔助變量泵2的流量，當(dāng)其失效時(shí)會(huì)造成清篩機(jī)挖掘換擋失效。某清篩機(jī)在施工過(guò)程中，不能以3擋和4擋進(jìn)行作業(yè)，查找原因后發(fā)現(xiàn)該電磁換向閥沒(méi)電，經(jīng)排查電路找出原因，恢復(fù)該路電路后，設(shè)備恢復(fù)正常。

電磁換向閥失效原因： ① 閥芯卡滯，可以通過(guò)更換電磁換向閥或?qū)﹂y芯進(jìn)行清洗、去除毛刺等措施進(jìn)行處理； ② 電磁鐵線圈不能通電，處理該問(wèn)題的辦法就是查找電路原因，恢復(fù)正常電路； ③ 電磁鐵故障，當(dāng)電磁鐵在動(dòng)作時(shí)一部分高壓油油工作腔沿導(dǎo)桿間隙滲入電磁鐵末端端蓋處，當(dāng)油液積累到一定程度時(shí)，形成困油現(xiàn)象，由于油液的不可壓縮性，當(dāng)電磁鐵動(dòng)作時(shí)發(fā)生動(dòng)作不靈敏甚至不動(dòng)作的現(xiàn)象，處理該問(wèn)題的辦法是打開(kāi)電磁閥端蓋處的卸油孔，排出困油即可[6，7]。

3　結(jié)論

通過(guò)對(duì)清篩機(jī)挖掘系統(tǒng)原理的分析，便于掌握挖掘系統(tǒng)的原理、功能。對(duì)今后清篩機(jī)的使用、檢修有一定的參考作用。通過(guò)對(duì)常見(jiàn)故障的分析，指出產(chǎn)生問(wèn)題的原因，并提出相應(yīng)的解決辦法，對(duì)處理故障有一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)：

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[5]吳博.液壓系統(tǒng)使用與維修手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

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[7]王洪波.電磁換向閥的故障分析[J].液壓氣動(dòng)與密封,2012，(9)：41-42.