公路工程振動(dòng)壓路機(jī)液壓故障及維護(hù)技術(shù)

毛 攀

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

BW202AD-2 型振動(dòng)壓路機(jī)是公路、機(jī)場(chǎng)等工程中常用的雙頻雙幅、全液壓、雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)。機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行水平直接影響工程施工效果。因此，深入研究振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)故障及維護(hù)技術(shù)具有重要意義。

1 研究背景

振動(dòng)壓路機(jī)因具有性能可靠、高效率等優(yōu)勢(shì)而成為道路、水利等工程建設(shè)中的常用設(shè)備，振動(dòng)壓路機(jī)運(yùn)行過程中，其液壓系統(tǒng)較易發(fā)生故障，精準(zhǔn)診斷故障并采取針對(duì)性的維護(hù)措施具有重要意義。

（1）保障振動(dòng)壓路機(jī)的安全運(yùn)行。液壓系統(tǒng)發(fā)生故障后，影響振動(dòng)壓路機(jī)的正常運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行過程中存在安全隱患。以電磁閥故障為例，若不能及時(shí)處理該故障，將導(dǎo)致設(shè)備失控，容易發(fā)生安全事故。準(zhǔn)確診斷電磁閥故障，并根據(jù)故障特征采取維護(hù)措施，可使電磁閥恢復(fù)正常，保證振動(dòng)壓路機(jī)安全運(yùn)行。

（2）提高工作效率。振動(dòng)壓路機(jī)作為公路工程中的常用設(shè)備，其穩(wěn)定運(yùn)行有利于提高施工效率。若液壓系統(tǒng)出現(xiàn)壓力不穩(wěn)定、漏油等問題，將導(dǎo)致振動(dòng)壓路機(jī)整體運(yùn)行效率下降，影響工程施工活動(dòng)的順利進(jìn)行。及時(shí)進(jìn)行故障診斷并采取維護(hù)措施，能夠在源頭上發(fā)現(xiàn)問題，快速處理，使液壓系統(tǒng)恢復(fù)正常，保證振動(dòng)壓路機(jī)的高效率運(yùn)行[1]。

（3）降低維修成本。振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)故障的處理需要投入較多的人力和物力，維修成本較高。維修不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致故障擴(kuò)大化，造成維修成本進(jìn)一步增加。若能在液壓系統(tǒng)故障發(fā)生的初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并進(jìn)行及時(shí)處理，可以降低故障產(chǎn)生的不良影響、減少維修工作量、降低維修成本。

（4）延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。液壓系統(tǒng)是振動(dòng)壓路機(jī)的重要組成部分，若液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，將影響振動(dòng)壓路機(jī)整體的耐久性。定期的檢查和維護(hù)，可以從根源上消除故障隱患，保證液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)振動(dòng)壓路機(jī)的使用壽命。

2 行走系統(tǒng)

2.1 液壓原理

行走液壓系統(tǒng)原理如圖1 所示。斜盤式雙向變量泵、行走馬達(dá)均屬于行走系統(tǒng)的重要組成部分，前、后鋼輪在前、后馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)。駕駛室操作桿可用于調(diào)整斜盤控制閥組的工作位置，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要將其規(guī)劃在左、右兩處。通過對(duì)雙向變量泵壓力油的調(diào)整，可改變前、后行走馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。振動(dòng)壓路機(jī)的鋼輪運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)向前或向后移動(dòng)。變量泵斜盤拉桿裝置執(zhí)行位移將隨著操作桿扳動(dòng)角度的增加而加大，加快壓路機(jī)的運(yùn)行速度。二位三通電磁閥得電，于右位運(yùn)行，解除前、后行走馬達(dá)制動(dòng)器約束；二位三通電磁閥得電并且在左位運(yùn)行時(shí)，若二位四通液控閥無控制壓力信號(hào)，前行走馬達(dá)將保持導(dǎo)通狀態(tài)，并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)，即此時(shí)壓路機(jī)由原本的行走準(zhǔn)備狀態(tài)進(jìn)入高速運(yùn)行狀態(tài)；此外壓路機(jī)還存在一個(gè)低速狀態(tài)，其發(fā)生條件是二位三通電磁閥得電，并在右位工作，由于前馬達(dá)的拖動(dòng)作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。振動(dòng)壓路機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，急停電磁閥工作在上位，而發(fā)生故障時(shí)則轉(zhuǎn)為下位，因此急停電磁閥的工作狀態(tài)可作為反映振動(dòng)壓路機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的重要途徑。拉桿裝置的控制油路短接回流，使斜盤位于中間位置，由于此狀態(tài)下油泵未輸出壓力油，因此不再繼續(xù)行走[2]。

圖1 行走液壓系統(tǒng)原理

2.2 典型故障現(xiàn)象

壓路機(jī)經(jīng)過持續(xù)3～4 h 的運(yùn)行后，前、后輪正常振動(dòng)，但不能前后行走，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)異常。

2.3 故障診斷及處理

（1）檢查駕駛室行走操作桿及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置是否正常；檢查液壓馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)輪的連接部位是否漏油；檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否穩(wěn)定。上述檢查各方面均正常，表明振動(dòng)壓路機(jī)不存在機(jī)械故障。

（2）啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，油泵運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)停車自動(dòng)開關(guān)，但壓路機(jī)無法行走。觀察發(fā)現(xiàn)前輪、后輪的停車制動(dòng)器均未打開。二位三通電磁閥上電，行走馬達(dá)的停車制動(dòng)在導(dǎo)通單向定量泵高壓油后才可打開，此現(xiàn)象表明電磁閥可能存在故障。

（3）初步鎖定故障源頭后，對(duì)二位三通電磁閥進(jìn)行換新，再試運(yùn)行，此時(shí)停車自動(dòng)解除，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。拆檢舊電磁閥，發(fā)現(xiàn)線圈老化、吸合狀態(tài)差，無法滿足停車制動(dòng)的要求[3]。

3 振動(dòng)系統(tǒng)

3.1 液壓原理

振動(dòng)液壓系統(tǒng)原理如圖2 所示。單向定量泵輸出高壓油，閥組的工作狀態(tài)由變量泵斜盤進(jìn)行控制，并以電液比例模式調(diào)節(jié)斜盤式雙向變量泵的斜盤傾角方向及角度，進(jìn)而由液壓油驅(qū)動(dòng)前、后行走馬達(dá)以順時(shí)針或逆時(shí)針的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在此過程中，鋼輪的兩個(gè)偏心塊的工作狀態(tài)表現(xiàn)為消減效應(yīng)或質(zhì)量疊加。泵體液壓油輸出流量將由于調(diào)整了斜盤傾角而發(fā)生變化，前、后馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)速度不盡相同。若兩個(gè)馬達(dá)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)前、后鋼輪振動(dòng)偏心塊，可根據(jù)實(shí)際工作需求調(diào)整三位四通電磁閥的工作位置，實(shí)現(xiàn)前輪單振、后輪單振以及前后輪同振三種模式的轉(zhuǎn)換。電磁閥在中位時(shí)，串聯(lián)前、后振動(dòng)馬達(dá)并同步運(yùn)行，兩個(gè)鋼輪同步振動(dòng)；電磁閥在左位時(shí)，后振動(dòng)馬達(dá)短路、前振動(dòng)馬達(dá)運(yùn)行，保持前鋼輪單振的運(yùn)行狀態(tài)；電磁閥在右位時(shí)，運(yùn)行狀態(tài)與電磁閥在左位時(shí)恰好相反，即前振動(dòng)馬達(dá)短路、后振動(dòng)馬達(dá)運(yùn)行，保持后鋼輪單振的運(yùn)行狀態(tài)。單向定量泵可為斜盤式雙向變量泵供油，也可為全車閉式液壓回路補(bǔ)油。

圖2 振動(dòng)液壓系統(tǒng)原理

3.2 典型故障現(xiàn)象

前、后鋼輪單獨(dú)振動(dòng)時(shí)，各自均無異常；同步振動(dòng)時(shí)，后輪無力。

3.3 故障診斷及處理

（1）檢查駕駛室振動(dòng)開關(guān)，未發(fā)現(xiàn)前、后鋼輪單獨(dú)振動(dòng)時(shí)存在異常現(xiàn)象。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，動(dòng)力、轉(zhuǎn)速均未見異常，驅(qū)動(dòng)輪與馬達(dá)能夠穩(wěn)定連接。

（2）馬達(dá)運(yùn)行，液壓油溫升至50～60 ℃，液壓油濾芯堆積污物，液壓油黏度不足，因此對(duì)液壓油濾芯和液壓油進(jìn)行換新處理，但試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)故障仍然存在。

（3）將振動(dòng)開關(guān)打在前、后鋼輪同時(shí)振動(dòng)的部位，此時(shí)的液壓油溫度仍維持在50～60 ℃。在各測(cè)壓口接壓力表進(jìn)行檢測(cè)，前馬達(dá)為30 MPa，振動(dòng)泵為40 MPa，而后馬達(dá)僅為9 MPa，并且具有波動(dòng)性。若串聯(lián)振動(dòng)前、后兩個(gè)馬達(dá)后存在明顯的壓力差，則表明馬達(dá)的壓力分配方式缺乏合理性，或馬達(dá)存在內(nèi)泄的情況[4]。

（4）對(duì)調(diào)前、后馬達(dá)的位置，仍存在運(yùn)行故障，表明故障并非馬達(dá)內(nèi)泄所致。此時(shí)，將故障檢查和處理的重心轉(zhuǎn)向振動(dòng)液壓管路、電磁閥，發(fā)現(xiàn)三位四通電磁閥的溫度明顯升高，且伴有異響，導(dǎo)致其對(duì)前、后馬達(dá)振動(dòng)的控制作用有限，更換后故障排除。因此，故障原因是三位四通電磁閥，拆檢發(fā)現(xiàn)彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)存在卡滯問題，失電后電磁閥無法回至中位，造成前、后馬達(dá)壓力不均，后輪振動(dòng)無力的現(xiàn)象。

4 振動(dòng)壓路機(jī)維護(hù)技術(shù)

電磁閥作為振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)中的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)設(shè)備整體應(yīng)用效果有顯著影響，為保證振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)定期維護(hù)保養(yǎng)電磁閥，具體措施為：

（1）定期清洗。電磁閥暴露于自然環(huán)境中，可能堆積大量灰塵并受到腐蝕，因此需要用清潔溶劑或洗滌劑定期清洗電磁閥。需要注意的是，清洗用劑不可腐蝕電磁閥元件，且清洗劑不可進(jìn)入電磁閥內(nèi)部。

（2）檢查密封件。電磁閥的密封件經(jīng)長(zhǎng)期使用后會(huì)發(fā)生磨損，影響其密封效果，導(dǎo)致出現(xiàn)泄漏。為避免該問題，需定期檢查電磁閥的密封件，若受損則需及時(shí)更換。要求新密封件的規(guī)格與原有密封件保持一致，且質(zhì)量可靠，必須由專人規(guī)范安裝到位。此外，日常維護(hù)保養(yǎng)中，應(yīng)及時(shí)潤(rùn)滑密封件，以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

（3）檢查電纜連接。為使電磁閥可正常接收控制信號(hào)，需要定期檢查電磁閥的電纜連接，若有松動(dòng)或損壞等問題，及時(shí)采取緊固、修復(fù)處理措施，必要時(shí)換新。部分電纜受損時(shí)，若條件允許可更換電纜，否則也會(huì)影響電磁閥的正常使用。

（4）檢查線圈。著重檢查電磁閥線圈的連接狀態(tài)和絕緣性能，若發(fā)現(xiàn)局部連接不良或絕緣部位受損，需要進(jìn)行修復(fù)或換新。如需更換電磁閥的線圈，必須保證新線圈的規(guī)格與原線圈一致，并按照接線圖進(jìn)行安裝與連接。

（5）檢查電磁閥的工作狀態(tài)。檢查項(xiàng)目包含運(yùn)行情況、溫度、噪聲等。若電磁閥的運(yùn)行穩(wěn)定性變差，或存在溫度忽然升高、噪聲異常增大等問題，需要及時(shí)更換電磁閥。日常維護(hù)中，應(yīng)詳細(xì)檢查閥芯和閥體的磨損程度，對(duì)于嚴(yán)重磨損的部件，需要換新。

對(duì)電磁閥進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的同時(shí)，還需采取必要的預(yù)防措施，從根源上減少故障隱患，提升電磁閥的耐久性。主要的預(yù)防措施包括：

（1）防止電磁閥過載運(yùn)行。嚴(yán)格控制電磁閥的壓力和流量，將壓力和流量指標(biāo)控制在許可范圍內(nèi)。電磁閥會(huì)由于過載運(yùn)行而承受較強(qiáng)的負(fù)荷，若長(zhǎng)期保持此運(yùn)行狀態(tài)，電磁閥磨損量增加，可能發(fā)生故障。因此，需要根據(jù)電磁閥的特性合理控制振動(dòng)壓路機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，盡可能避免電磁閥過載運(yùn)行。

（2）保證液壓油的質(zhì)量。臟污的液壓油將引起閥芯卡阻或密封件磨損問題，不利于電磁閥的穩(wěn)定使用。為預(yù)防電磁閥的故障，需用過濾器對(duì)液壓油進(jìn)行過濾，并定期更換液壓油，使電磁閥保持相對(duì)干凈的狀態(tài)。

（3）規(guī)范操作。規(guī)范操作的關(guān)鍵在于減少振動(dòng)壓路機(jī)的頻繁啟停，否則會(huì)沖擊、磨損電磁閥。因此，相關(guān)人員需要科學(xué)規(guī)劃振動(dòng)壓路機(jī)的施工任務(wù)，確定施工時(shí)間、工作量等，操作人員以工作任務(wù)為準(zhǔn)，規(guī)范操作振動(dòng)壓路機(jī)，盡可能減少短時(shí)間頻繁啟停的操作，以減輕對(duì)電磁閥的傷害。

（4）定期檢查連接管路。定期檢查液壓管路，檢查連接管路是否有變形、磨損問題，使管路保持嚴(yán)密、暢通的工作狀態(tài)。

5 結(jié)束語

振動(dòng)壓路機(jī)作為公路工程中重要的施工設(shè)備，液壓系統(tǒng)的故障診斷和維護(hù)技術(shù)的研究對(duì)于減少設(shè)備故障、提高工作效率、降低維修成本具有重要意義。本文分析研究了振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理和常見故障，介紹相應(yīng)的故障診斷和維護(hù)技術(shù)，為公路工程的順利進(jìn)行提供有力的支持。