某型起重機(jī)低溫工作時(shí)選擇閥滲油故障的解決方法

摘要：針對(duì)某型起重機(jī)樣機(jī)在進(jìn)行低溫性能驗(yàn)證試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)的選擇閥滲油故障現(xiàn)象，分析選擇閥的結(jié)構(gòu)及工作原理，通過(guò)構(gòu)建故障樹(shù)查找選擇閥滲油的基本方式，進(jìn)而研究選擇閥的滲油機(jī)理，在此基礎(chǔ)上提出更換耐低溫選擇閥的改進(jìn)措施。更換耐低溫選擇閥后進(jìn)行低溫試驗(yàn)驗(yàn)證，問(wèn)題得到解決。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；選擇閥；低溫工作；故障樹(shù)；滲油機(jī)理

1" "故障現(xiàn)象

某型起重機(jī)樣機(jī)在進(jìn)行性能驗(yàn)證試驗(yàn)過(guò)程中，在完成低溫工作試驗(yàn)后，檢查發(fā)現(xiàn)其選擇閥正面背面均有液壓油液滲出。

2" "選擇閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1" "選擇閥結(jié)構(gòu)

該選擇閥主要由內(nèi)六角螺釘1、標(biāo)牌2、擋板3、格萊密封圈4、閥體5、閥芯6、擋圈7和8、手柄桿9、內(nèi)六角錐端緊定螺釘10、手柄11等組成，在閥體上安裝了一個(gè)直動(dòng)式溢流閥和一個(gè)可調(diào)節(jié)流閥，如圖1所示。

由圖1可知，手柄11可通過(guò)手柄桿9操縱閥芯6旋轉(zhuǎn)90°，用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同油口油路的通斷切換。閥芯6兩側(cè)與閥體5接觸部分即油路兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)溝槽，每個(gè)溝槽內(nèi)安裝一個(gè)格萊密封圈，用于密封高壓油，避免油液從選擇閥閥體與閥芯之間滲出。

2.2" "選擇閥的工作原理

該選擇閥是一種旋轉(zhuǎn)式二位三通手動(dòng)換向閥，其通過(guò)切換閥芯位置來(lái)改變流體流動(dòng)方向。該選擇閥實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)高壓油路通向起重機(jī)或通向絞盤(pán)。選擇閥的工作原理如圖2所示。

選擇閥閥芯處于下位時(shí)，通往P1的油口被封閉，液壓泵輸出的壓力油從P2油口輸出，在P2油路上閥體集成了可調(diào)節(jié)流量的節(jié)流閥，用以調(diào)節(jié)P2油口的流量，多余流體可以從T口溢流。該油路通向起重機(jī)，所需要的流量較小。

選擇閥閥芯旋轉(zhuǎn)到上位（閥芯旋轉(zhuǎn)90°）時(shí)，P2油口被封閉，P1油口被打開(kāi)，液壓泵輸出的壓力油從P1油口輸出。該油路通向絞盤(pán)，需要的流量較大。

3" "故障原因分析

3.1" "構(gòu)建故障樹(shù)

故障樹(shù)是一種特殊的倒立樹(shù)狀邏輯因果關(guān)系圖。針對(duì)選擇閥的故障現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)和工作原理，按照《故障樹(shù)分析指南》（GJB/Z 768A—1998）構(gòu)建選擇閥滲油故障樹(shù)。構(gòu)建的選擇閥滲油故障樹(shù)如圖3所示。根據(jù)選擇閥滲油故障樹(shù)可知，引起選擇閥滲油的基本事件有兩個(gè)：一個(gè)是選擇閥選型問(wèn)題，二是密封質(zhì)量問(wèn)題。

3.2" "分析選擇閥滲油事件

3.2.1" "選型問(wèn)題分析

該選擇閥型號(hào)為SZF18-P50，該型號(hào)選擇閥為起重機(jī)常用選擇閥，在民用產(chǎn)品上大量使用。該型號(hào)選擇閥雖然通過(guò)了出廠檢驗(yàn)、裝車(chē)后整車(chē)出廠試驗(yàn)、起重機(jī)作業(yè)可靠性試驗(yàn)等考核，未出現(xiàn)功能性能問(wèn)題，但是該型號(hào)選擇閥安裝型號(hào)為GLQ.32的格萊密封圈，圖紙上未明確規(guī)定使用環(huán)境溫度，為普通產(chǎn)品，不符合本產(chǎn)品的耐低溫使用要求。

常規(guī)的密封圈在-41℃低溫環(huán)境下會(huì)變硬變脆，會(huì)造成密封失效。該選擇閥為常規(guī)型號(hào)，其安裝非耐低溫密封件，在低溫環(huán)境下會(huì)造成該選擇閥密封失效，導(dǎo)致高壓液壓油從密封處滲出。因此初步認(rèn)為，選擇閥低溫工作后出現(xiàn)滲油問(wèn)題的原因是設(shè)計(jì)選型錯(cuò)誤。

3.2.2" "密封質(zhì)量問(wèn)題分析

該型號(hào)選擇閥經(jīng)過(guò)了出廠檢驗(yàn)、裝車(chē)后整車(chē)出廠試驗(yàn)、起重機(jī)作業(yè)可靠性試驗(yàn)等考核，未出現(xiàn)功能性能問(wèn)題，可排除其密封損壞等質(zhì)量問(wèn)題。

3.3" "液壓油滲出機(jī)理分析

選擇閥閥體與閥芯之間設(shè)有兩道格萊密封圈（見(jiàn)圖2序號(hào)4），分別將閥芯兩端密封，避免高壓油從閥芯兩端滲出。但是在-41℃低溫環(huán)境中進(jìn)行低溫作業(yè)時(shí)，密封圈需要具有良好的耐低溫性能，否則密封圈會(huì)變硬變脆，特別是在承受較高壓力的條件下，會(huì)造成變硬變脆密封圈的密封作用失效，導(dǎo)致液壓油從密封圈4、閥體5和閥芯6配合的縫隙中滲出。

3.4" "樣機(jī)返廠復(fù)查

該起重機(jī)樣機(jī)返回廠內(nèi)，技術(shù)人員對(duì)該樣機(jī)進(jìn)行復(fù)查。復(fù)查時(shí)，在室外溫度約-20℃的環(huán)境下進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)。在負(fù)載試驗(yàn)過(guò)程中檢查選擇閥時(shí)，再次發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)滲油問(wèn)題。由于選擇閥密封圈為非耐低溫密封圈，在低溫環(huán)境下密封失效屬于必然現(xiàn)象。

4" "改進(jìn)措施及效果驗(yàn)證

4.1" "改進(jìn)措施

根據(jù)選擇閥選型事件分析結(jié)果，確定重新選用適合于低溫環(huán)境的選擇閥。新選定型號(hào)為SZF18-P50（II）（VC/JP）的選擇閥。新型號(hào)選擇閥功能、安裝接口及液壓接口均與原型號(hào)相同，與原型號(hào)選擇閥具有互換性，可原位替代。新型號(hào)選擇閥的技術(shù)要求明確規(guī)定其工作溫度為-41～+80℃，貯存溫度為-45～+70℃。

4.2" "改進(jìn)效果驗(yàn)證

選擇閥的生產(chǎn)廠家對(duì)2件SZF18-P50（Ⅱ）型選擇閥進(jìn)行低溫貯存試驗(yàn)，在-50℃低溫貯存24h后，進(jìn)行30MPa的耐高壓試驗(yàn)，并保壓10min，觀察這2件選擇閥兩端無(wú)滲漏油現(xiàn)象。由此驗(yàn)證新選型的耐低溫選擇閥及其密封件，符合低溫密封要求。將該型耐低溫選擇閥換裝于該起重機(jī)樣機(jī)上。新選擇閥低溫貯存試驗(yàn)場(chǎng)景如圖4所示。

4.3" "舉一反三全面排查

對(duì)該起重機(jī)樣機(jī)的所有液壓元件進(jìn)行全面排查。排查結(jié)果表明，其多路閥、平衡閥、液壓鎖、回轉(zhuǎn)緩沖閥、高壓過(guò)濾器、散熱器等液壓元器件均明確規(guī)定了元器件的使用環(huán)境要求，均選型正確。該起重機(jī)樣機(jī)換裝了新型選擇閥后，經(jīng)過(guò)鑒定和試驗(yàn)，滿(mǎn)足了產(chǎn)品性能和使用要求。

5" "結(jié)束語(yǔ)

該起重機(jī)樣機(jī)低溫工作后出現(xiàn)選擇閥滲油問(wèn)題后，經(jīng)過(guò)構(gòu)建故障樹(shù)進(jìn)行分析，確認(rèn)了故障原因是錯(cuò)誤地選用非耐低溫型號(hào)的選擇閥。重新選用了耐低溫型號(hào)的選擇閥，并進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證，使選擇閥滲油問(wèn)題得到解決。在此基礎(chǔ)上，舉一反三全面排查了該起重機(jī)樣機(jī)液壓系統(tǒng)液壓件的情況，從而確保起重機(jī)樣機(jī)符合低溫使用要求。

參考文獻(xiàn)

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（駐徐州地區(qū)軍代室，江蘇徐州" "221004）