ZL50CN裝載機(jī)動臂無浮動故障診斷及改進(jìn)

韋國付

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，柳州 545025）

ZL50CN裝載機(jī)動臂無浮動故障診斷及改進(jìn)

韋國付

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，柳州 545025）

本文從裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)原理入手，并從設(shè)計端到制造端逐一對動臂無浮動故障問題進(jìn)行診斷分析及改進(jìn)。

裝載機(jī) 動臂 浮動 故障 診斷 改進(jìn)

ZL50CN裝載機(jī)工作液壓系統(tǒng)相對簡單。用來控制工作液壓系統(tǒng)的控制元件操縱系統(tǒng)是推拉軟軸操縱系統(tǒng)，通過分配閥來控制動臂上升、保持中位、下降、及浮動。其中，動臂浮動功能主要是利用整個工作裝置自身重量，在不施加額外作用力下使動臂下降[1]。

1 裝載機(jī)工作液壓工作原理

裝載機(jī)工作液壓系統(tǒng)是用來控制裝載機(jī)工作裝置中動臂、轉(zhuǎn)斗以及其他附加工作裝置動作。目前，裝載機(jī)工作液壓系統(tǒng)主要分為軟軸操縱工作液壓系統(tǒng)和先導(dǎo)型操縱工作液壓系統(tǒng)。

本文介紹的是以ZL50CN為例的軟軸操縱工作液壓系統(tǒng)——動臂浮動動作原理。軟軸操縱工作液壓系統(tǒng)通過操縱桿推拉軟軸來控制分配閥的閥桿，從而改變分配閥內(nèi)主油路油液的流動方向，進(jìn)而控制轉(zhuǎn)斗油缸和動臂油缸的運動方向和動臂、轉(zhuǎn)斗的動作。

動臂閥桿繼續(xù)前推到頭，從油泵來的油經(jīng)閥桿中立卸荷槽通到回油道流回液壓油箱。而油缸小腔的油通過油道C閥桿上的閥孔進(jìn)入閥桿中心孔，從閥孔流回回油道。經(jīng)管路回到分配閥動臂油缸大腔油道D，經(jīng)右側(cè)閥桿中心孔流道與回油道相通，系統(tǒng)內(nèi)形成無壓力空循環(huán)，油缸受到工作裝置重量和地面作用力的作用快速下降。

2 動臂無浮動或浮動緩慢故障診斷分析改進(jìn)

2.1 故障描述

ZL50CN動臂在中位正常、提升時間正常、下降時間正常。當(dāng)操縱手柄推至浮動位的時候，動臂下降緩慢，甚至與在手柄下降位時下降速度一樣。而浮動功能是動臂操縱手柄在浮動位時動臂下降比在下降位下降速度明顯快。下面纖細(xì)探究總是出現(xiàn)動臂無浮動功能的原因。

2.2 從設(shè)計源頭查找分析原因

2.2.1 查找工作液壓系統(tǒng)控制元件

這也是核心部件——分配閥圖紙的技術(shù)要求。根據(jù)圖紙可知，如圖1所示，浮動位時分配閥桿至中位是32mm。首先判斷裝配好的操縱系統(tǒng)是否達(dá)到了圖紙設(shè)計的技術(shù)要求，即動臂浮動位時距中位距離是否達(dá)到技術(shù)要求32mm。

故障排除第一步：（1）以分配閥端面為基準(zhǔn)面，將操縱手柄拉到至中位，測量閥桿端面至分配閥端面距離L中位=41mm；（2）操縱手柄推至浮動位，測量閥桿端面至分配閥端面距離L浮動為16mm，則浮動位時，分配閥閥桿至中位距離為△=41-16=25mm＜32mm。

圖1 分配閥圖紙

通過現(xiàn)場測量驗證發(fā)現(xiàn)，操縱手柄處于浮動位時，閥桿沒有達(dá)到浮動位，如圖2所示，所以導(dǎo)致動臂無浮動。

圖2 縱手柄處于浮動位時的結(jié)果示意圖

2.2.2 進(jìn)一步分析閥桿沒達(dá)到浮動位原因

（1）拆下閥桿與軟軸連接叉銷，查看分配閥閥桿自身有沒有達(dá)到浮動位。拆下軟軸連接叉銷后，將閥桿向前推，再次測量閥桿至分配閥端面距離L浮動9mm，此時分配閥閥桿至中位距離△=41-9=32mm，剛好符合圖紙技術(shù)要求。

（2）根據(jù)拆檢情況和測量結(jié)果，排除分配閥閥桿自身沒有問題，問題出現(xiàn)在操縱軟軸系統(tǒng)上，才導(dǎo)致閥桿沒有達(dá)到浮動位。

2.2.3 分析操縱軟軸系統(tǒng)導(dǎo)致動臂無浮動原因

（1）為使分配閥閥桿達(dá)到浮動位，松開分配閥端軟軸固定并帽，將軟軸向前推，直至分配閥閥桿推至浮動位。上車推動操縱軟軸至各檔位，看動臂是否有提升、下降、浮動位。經(jīng)調(diào)整分配閥端軟軸并帽后，雖有動臂浮動功能，但是操縱手柄與操縱面板上功能指示牌不對齊。分配閥閥桿在中位時，操縱軟軸指示在“動臂提升位”。

（2）確認(rèn)裝配工藝。操縱手柄推到最前端時，發(fā)現(xiàn)操縱手柄干涉蓋板前端。為進(jìn)一步驗證操縱手柄干涉蓋板前端，導(dǎo)致動臂無浮動的原因。對設(shè)計操縱軟軸系進(jìn)行三維放樣分析，操縱手柄從中位推至蓋板前端時，軟軸行程需大于32mm，才能滿足分配閥閥桿從中位到浮動位推動距離為32mm。

分析知：操縱手柄從中位推至蓋板前端，剛好與蓋板干涉，軟軸行程為29.9mm＜32mm，無法滿足分配閥閥桿從中位到浮動位的距離。這是導(dǎo)致動臂無浮動的真正原因。

2.3 改進(jìn)方案

根據(jù)三維放樣，對方案進(jìn)行分析，增加操縱手柄與軟軸連接端至旋轉(zhuǎn)中心長度+縮短蓋板與操縱手柄旋轉(zhuǎn)中心的距離的方案，具體改進(jìn)措施如表1所示。

表1 具體改進(jìn)措施示意

經(jīng)改進(jìn)，操縱手柄從中位推至蓋板前端時，剛好與蓋板干涉時，軟軸行程為35.4mm＞32mm，滿足分配閥閥桿從中位到浮動位的距離。

裝配后，將操縱手柄推至浮動位，操縱手柄不再與面板干涉。測量分配閥閥桿端面至分配閥端面距離剛好為9mm，滿足分配閥桿中位到浮動位行程（41-9=32mm），問題得以解決。

3 結(jié)論

文章對ZL50CN動臂無浮動的故障從設(shè)計、裝配工藝進(jìn)行診斷，提出此類故障診斷及解決思路：從設(shè)計根源出發(fā)，了解其原理，查找影響故障的特性，核查這些特性之間是否有相互關(guān)系，特性是否合理，然后通過現(xiàn)場裝配工藝的核查驗證，排除各零部件的質(zhì)量問題找到故障的最終根源。

[1]周廷美,藍(lán)悅明.機(jī)械零件與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計建模及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

Non Floating Fault Diagnosis and Improvement of ZL50CN Loader Arm

WEI Guofu
(Dongfeng Liuzhou Automobile Co., Ltd., Liuzhou 545025)

In this paper, starting from the hydraulic system of loader working device, and from the design end to the manufacturing end one by one to carry out the diagnosis analysis and improvement of the movable arm without floating fault.

loader, boom, floating, fault, diagnosis, improvement