基于翻車機(jī)液壓系統(tǒng)原理及故障處理研究

何金銀

（國能黃驊港務(wù)公司，河北 滄州 061113）

翻車機(jī)是一種重要的機(jī)械設(shè)備，它可以將有軌車輛翻轉(zhuǎn)或傾斜，以便更有效地卸載散料。通常，翻車機(jī)被用于大型港口、煤炭等工業(yè)液壓系統(tǒng)中，但由于液壓系統(tǒng)初期調(diào)試和后期運行過程中容易受到多種因素的影響，例如，人為失誤導(dǎo)致安裝調(diào)試不當(dāng)，或者產(chǎn)品元件質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，這些都會導(dǎo)致液壓故障的發(fā)生。特別是液壓油缸，經(jīng)常出現(xiàn)液壓油缸封口問題，究其原因，工作人員缺乏對翻車機(jī)隱患的檢查，并且翻車機(jī)的作業(yè)環(huán)境相對惡劣。

1 翻車機(jī)液壓系統(tǒng)概述

翻車機(jī)液壓系統(tǒng)包含控制元件、動力元件、液壓油、執(zhí)行元件等部分，其中液壓缸、液壓閥與液壓馬達(dá)很容易出現(xiàn)故障問題，之所以發(fā)生故障，是因為受到多方因素的影響，尤其是綜合性因素，所以，在實際工作過程中，應(yīng)系統(tǒng)分析故障及出現(xiàn)的原因，從而針對性排除并解決故障。

液壓傳動技術(shù)是翻車機(jī)的關(guān)鍵部分，其可以實現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械傳動，并且具有更高的自動化水平。與傳統(tǒng)的機(jī)械傳動方式相比，液壓傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、反應(yīng)速度快、操作簡單等優(yōu)點。在液壓系統(tǒng)中，液壓泵將電動機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力，然后通過液壓缸和液壓馬達(dá)傳遞給機(jī)器，從而產(chǎn)生直線式的機(jī)械能。通過精確控制液體介質(zhì)的壓力、流量和流動方向，系統(tǒng)能夠有效地實現(xiàn)機(jī)械的運動特性，包括力、速度等，而且液壓系統(tǒng)還必須能夠滿足執(zhí)行元件在力、速度等方面的嚴(yán)格要求。液壓系統(tǒng)的工作特性如下：液壓傳動的壓力和負(fù)載、速度和流量之間的關(guān)系，使得液壓系統(tǒng)能夠獲得更大的驅(qū)動力和力矩，而且比機(jī)械傳動更加輕巧。此外，液壓傳動還可以實現(xiàn)大范圍的無級變速，并且具有較強的過載保護(hù)能力，同時具有較低的慣量，使得運動趨于平穩(wěn)，從而降低變速過程中的功率損失。與電動機(jī)相比，液壓馬達(dá)的功率和速度都更快，但液壓傳動也存在一些不足，即液壓元件及設(shè)備容易發(fā)生內(nèi)部泄漏、對液壓油的清潔以及維護(hù)人員有著較高的要求等。

2 翻車機(jī)液壓系統(tǒng)原理分析

液壓系統(tǒng)對于確保敞車安全行駛且不脫軌至關(guān)重要，一旦發(fā)生故障，將會造成極其嚴(yán)重的后果，因此，其可靠性在翻車機(jī)系統(tǒng)中占據(jù)著極其關(guān)鍵的地位。液壓系統(tǒng)包括靠車板系統(tǒng)和壓車系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)的合理運行下，翻車機(jī)在翻轉(zhuǎn)過程中的安全可以得到保障，也可杜絕脫軌等問題。

2.1 靠車板系統(tǒng)原理分析

靠車梁安裝了液壓可動靠車板。每塊靠車板都由4個油缸水平推出，并采用同步馬達(dá)來控制。這樣就能保證油缸同時推動靠車板前進(jìn)，從而提高可靠性和穩(wěn)定性。為了確保車輛在翻卸過程中的安全，油缸的進(jìn)出口處安裝了液壓鎖，以防止軟管或管路斷裂，并將油缸鎖定在原位，從而防止活塞桿下滑導(dǎo)致脫軌或掉道事故。這樣即使一個油缸出現(xiàn)故障，其他油缸也能夠支撐住正在翻卸的車輛，從而確保車輛的安全。一般來說，當(dāng)線圈接上電源，高壓油經(jīng)過換向閥、單向節(jié)流閥、減壓閥等設(shè)備，經(jīng)過同步馬達(dá)和液壓鎖的控制，最終進(jìn)入油缸的無桿腔，從而使油缸能夠向前移動。一旦油缸移動到指定的位置，傳感器就會發(fā)出信號，使電磁換向閥的線圈斷開，液壓鎖也隨之關(guān)閉。當(dāng)線圈接通電源，高壓油經(jīng)過換向閥、單向節(jié)流閥、液壓鎖，最終進(jìn)入油缸的桿腔，使油缸能夠收縮。然而，一旦傳感器斷電，證明油缸縮回到位，同時也會使電磁換向閥的線圈斷電，油缸停止運轉(zhuǎn)。所以，線圈的接通與斷電是影響液壓鎖開啟與關(guān)閉的重要因素。

2.2 壓車系統(tǒng)原理分析

每臺車上都配備了多組液壓支撐架，其油缸可以單獨運行，即使一組支撐架出現(xiàn)故障或者遇到凍車情況，其他支撐架也能正常運行。支撐架上還配備了一個液壓鎖定裝置，其能夠吸收車輛在卸載過程中產(chǎn)生的彈性力，并通過液壓補償來實現(xiàn)這一功能。當(dāng)重型貨車開始運動時，翻車機(jī)必須將其固定在壓車梁上。當(dāng)所有的線圈都連接電源后，一部分高壓油通過減壓閥和插頭閥流到b腔，另一部分則通過平衡閥的單向閥直接進(jìn)入a腔，使活塞朝下移動。而沒有桿腔的c則通過節(jié)流閥和插頭閥流回油箱。當(dāng)重物被壓縮至最小位置時，傳感器會發(fā)出警報，導(dǎo)致線圈斷電，并使用減壓閥和插裝閥來阻斷管道，從而使b腔得以維持壓力。此時，重物會被壓縮，而翻車機(jī)會開始運行。在運行過程中，只要達(dá)到預(yù)期的旋轉(zhuǎn)角度，如1500，就能將車廂中的煤完全卸除。在處理潮濕的煤炭和凍結(jié)的煤炭，并進(jìn)行維護(hù)和檢查時，翻車機(jī)能夠旋轉(zhuǎn)至1750。

比如，根據(jù)75t的平均載重量和列車的重量，計算出的總荷載應(yīng)該不低于130t，因此，受壓縮列車的轉(zhuǎn)向架彈簧必須承受130t的重力，而當(dāng)翻車機(jī)翻轉(zhuǎn)的角度越來越大時，重車施加的壓力也會逐漸減弱，此外，由于列車中的煤炭不斷被卸出，彈簧也會釋放其所儲存的彈性勢能，這些勢能最終會通過列車施加在壓車梁上。當(dāng)桿腔內(nèi)的壓力超過6MPa時，液壓缸a腔的液壓油會從平衡閥溢出，使得壓車梁受到推動，而列車則會受到彈簧的拉力，從而不斷前進(jìn)，最終達(dá)到一個新的平衡狀態(tài)。當(dāng)彈簧的壓縮量降低時，彈性勢能也會隨之降低，這將導(dǎo)致彈簧與壓車梁施加的力量也會有所下降。為了維持這種情況，線圈將保持通電，而且插裝閥將被打開，在此背景下，由于壓車梁向上運動，c腔內(nèi)將產(chǎn)生一定的負(fù)壓，c腔將通過回油管路吸入適當(dāng)?shù)挠鸵?，以實現(xiàn)壓力的補償。當(dāng)翻車機(jī)卸載完煤炭后，它會接通電源，并且會打開插裝閥，至于高壓油就會通過插裝減壓閥和插裝閥，進(jìn)入油缸的c腔。b腔的油液也會通過插裝閥流回c腔，從而形成一個差動回路，使得壓車梁能夠迅速向上移動，這在很大程度上都提升了工作的質(zhì)量和效率。在壓車梁安裝妥當(dāng)后，傳感器會發(fā)出警報，線圈斷開，這樣翻車機(jī)便完成了一周期的運行動作。

3 翻車機(jī)液壓系統(tǒng)的故障種類

3.1 翻車機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力發(fā)生異常

液壓系統(tǒng)的壓力異?？赡鼙憩F(xiàn)為多種原因，包括壓力傳感器的故障、液壓元件和管道的泄漏、葉片泵的溫度和振動異常、溢流閥的堵塞、吸油不暢、液壓油的混入水和黏度的降低。這些問題都可能對翻車機(jī)的性能造成影響，因此必須采取有效的措施來解決。因此，在日常工作中，工作人員必須特別注意這個問題。

3.2 執(zhí)行油缸不運作或穩(wěn)定性不佳

由于多種因素的影響，液壓缸在工作過程中容易出現(xiàn)限位失靈、信號輸出不正常以及電磁換向閥卡死等問題。此外，液壓缸的泄漏是一種常見的故障，它可能是由于缸桿磨損、機(jī)械劃傷或者密封圈損壞等原因造成，這些問題可能會影響液壓缸的正常運行，從而導(dǎo)致液壓缸的故障。因此，在液壓缸的使用過程中，應(yīng)該加強對密封圈的檢查，以確保液壓缸的正常運行。通常，內(nèi)泄是由于活塞上的密封圈受損導(dǎo)致，而判斷這種情況的方法是：當(dāng)油缸被壓縮靜止一段時間后，如果缸桿出現(xiàn)收縮，就可以確認(rèn)油缸內(nèi)部有泄漏，而且在發(fā)生泄漏后，液壓缸會出現(xiàn)爬行的現(xiàn)象。此外，如果液壓鎖密封不嚴(yán)，也會導(dǎo)致執(zhí)行油缸到位后，缸桿出現(xiàn)回縮現(xiàn)象。

3.3 液壓系統(tǒng)存在噪聲

首先，由于管道的細(xì)長和彎曲，在更換液體的過程中，就可能導(dǎo)致管道的振動。同時，由于電機(jī)和泵的安裝方式不一致，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)的振動，從而產(chǎn)生噪聲。其次，液壓泵的運行也可能導(dǎo)致噪音的產(chǎn)生。當(dāng)吸油管道沒有被正確擰緊時，液壓泵所吸取的油液中將含有大量的空氣，這將對液壓系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損壞，包括氣蝕、噪音、容積效率降低以及空吸現(xiàn)象。再者，液壓閥體還可能出現(xiàn)噪音問題，這是由于液壓系統(tǒng)的換向操作可能帶來的沖擊，從而使得液壓系統(tǒng)的管路發(fā)出振動。最后，溢流閥的阻尼孔堵塞或者油液發(fā)生變質(zhì)都可能造成較大的噪音。

4 翻車機(jī)液壓系統(tǒng)的故障處理

4.1 翻車機(jī)液壓系統(tǒng)壓力異常的處理對策

在遇到壓力傳感器故障時，首先，在人機(jī)界面上顯示壓力異常報警。這時，工作人員可以檢查壓力傳感器，確定其是否受損。如果壓力傳感器受損，會發(fā)出報警信號，工作人員需要及時更換。同時，工作人員還需檢查液壓元件和管道，確保它們沒有泄漏。如果液壓泵的油位太低，導(dǎo)致其無法正常運行，那么，工作人員需要立即更換管道和管道連接處的密封圈。為了保證葉片泵的安全運行，工作人員應(yīng)該在第一時間對其進(jìn)行全面的溫度、振動、噪聲等檢測，以確保其能夠正常運行。另外，由于翻車機(jī)的工作環(huán)境惡劣，再加上維修過程中管路清潔不當(dāng)，液壓系統(tǒng)容易混入雜質(zhì)，導(dǎo)致油液污染，而葉片泵對油液的要求比較嚴(yán)格，因此，應(yīng)該及時采取有效的措施，以防止出現(xiàn)研泵的情況，并保證葉片泵的安全運行。如果出現(xiàn)這一問題，液壓泵的工作會受到阻礙，還會造成泵的機(jī)械損傷，在此背景下，工作人員需要及時更換液壓泵。當(dāng)溢流閥發(fā)生堵塞情況，其壓力可能發(fā)生異常，表現(xiàn)為調(diào)節(jié)調(diào)壓手柄時壓力不變，或者系統(tǒng)壓力持續(xù)上升。對此，工作人員應(yīng)立即拆卸溢流閥做好全面的檢查，以確保它的正常運行。如果是因為阻尼孔被雜物堵塞導(dǎo)致，則應(yīng)將溢流閥放入柴油中清洗，再用高壓風(fēng)吹干凈。如果檢測到主閥彈簧斷裂或電磁閥出現(xiàn)故障，應(yīng)立即更換溢流閥，以確保液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。另外，一方面，由于泵的吸油口過濾器長期未經(jīng)處理，可能會造成堵塞，這也嚴(yán)重影響著液壓泵的正常運行。因此，工作人員應(yīng)該定期進(jìn)行清潔和更換過濾器的濾芯。另一方面，當(dāng)液壓油中含有雜質(zhì)時，應(yīng)該及時更換，以免損壞液壓系統(tǒng)的各個組件。同時，還應(yīng)該檢查液壓油是否出現(xiàn)變稠情況，如果發(fā)生了這種問題，則應(yīng)該采取措施，比如，更換低牌號的液壓油，并且給管道加上電伴熱，從而有效地解決問題。

4.2 執(zhí)行油缸不運作的處理對策

執(zhí)行油缸工作期間，如果無法獲得信號，工作人員必須檢查油缸的安裝情況，查看其有無異常。如果限位器的位置發(fā)生了變化，甚至發(fā)生了故障，那么，就必須重新設(shè)定限制器的位置，并且更換新的接近開關(guān)。另外，電磁換向閥也可能發(fā)生故障，因此，必要情況下，工作人員需要拆卸閥門，并對其進(jìn)行徹底的清潔，也可更換新的液壓閥。當(dāng)液壓缸出現(xiàn)故障時，工作人員應(yīng)立即采取行動，確保其穩(wěn)定、安全。如果出現(xiàn)了外泄情況，可以更換密封圈；如果是內(nèi)泄，則需要更換活塞的密封圈，或者使用全新的液壓缸。至于液壓鎖存在的密封性不佳的問題，工作人員可以直接更換液壓鎖，以確保執(zhí)行油缸能夠順利、穩(wěn)定地運行。

4.3 液壓系統(tǒng)噪聲故障的處理對策

當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生振動或噪音時，工作人員應(yīng)該立即拆除油管，并安裝支撐管卡。此外，由于電機(jī)和泵的安裝位置存在偏差，工作人員應(yīng)該通過調(diào)節(jié)它們的同軸度來確保二者處于一個適當(dāng)?shù)奈恢?。為了解決液壓泵噪音問題，工作人員可以使用煙熏的方式來檢測管道中的每個連接點。如果連接點出現(xiàn)了吸氣的情況，就表明存在空氣泄漏，因此，需要更換連接點的密封圈。對于液壓閥門的噪音問題，工作人員可以考慮增加蓄能器，這樣可以減少液壓沖擊，并且還可以安排循環(huán)過濾系統(tǒng)，從而防止溢流閥的阻尼孔堵塞，也可確保油液的清潔。

5 結(jié)語

總而言之，貨運裝卸工作中，翻車機(jī)發(fā)揮著重要作用，通過固定并翻轉(zhuǎn)敞車可以將車內(nèi)的貨物全部卸出。而在翻車機(jī)卸貨期間，液壓系統(tǒng)十分關(guān)鍵，翻車機(jī)通常是利用液壓系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，然而，該系統(tǒng)運行過程中極易出現(xiàn)故障，極大程度影響了后續(xù)工作的開展。對此，工作人員應(yīng)結(jié)合翻車機(jī)液壓系統(tǒng)的實際情況與故障類型，合理采用處理方法，這不僅能提高翻車機(jī)液壓系統(tǒng)的安全性、可靠性，還能確保翻車機(jī)正常、有序地運作。