一種舉升液壓系統(tǒng)故障分析

張福英，唐云娟

（1.廣西機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校，廣西 柳州 545005；2.廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

一種舉升液壓系統(tǒng)故障分析

張福英1，唐云娟2

（1.廣西機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校，廣西 柳州 545005；2.廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

針對(duì)某型號(hào)礦用自卸車(chē)在寒冷地區(qū)工作時(shí)出現(xiàn)的舉升液壓油缸損壞的故障現(xiàn)象及其原因進(jìn)行了分析，并提出了解決方案。研究對(duì)礦用自卸車(chē)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員及維修人員具有一定的參考價(jià)值。

自卸車(chē)；液壓系統(tǒng)；故障；分析

液壓系統(tǒng)是礦用自卸車(chē)至關(guān)重要的部分，其性能直接影響到整車(chē)的工作性能，礦用自卸車(chē)液壓系統(tǒng)包括舉升液壓系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)兩部分。本文針對(duì)某型號(hào)礦用自卸車(chē)在寒冷地區(qū)工作時(shí)出現(xiàn)的舉升液壓油缸損壞的故障現(xiàn)象及其原因進(jìn)行分析，并提出解決方案。

1 故障現(xiàn)象

某型號(hào)的礦用自卸車(chē)在冬天寒冷季節(jié)在東北地區(qū)進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，舉升液壓油缸非常容易損壞。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，礦用自卸車(chē)在冬天寒冷季節(jié)在東北地區(qū)進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，料土遇水后容易被凍住粘在料斗上，導(dǎo)致料斗、貨物的重心后移，這有可能會(huì)跟舉升液壓油缸的損壞有關(guān)。

礦用自卸車(chē)的舉升液壓系統(tǒng)一般由油箱、舉升泵、舉升閥和多級(jí)舉升液壓缸組成，如圖1所示。

圖1 舉升液壓系統(tǒng)原理圖

但在一些車(chē)輛的設(shè)計(jì)中，由于在舉升缸運(yùn)動(dòng)到最大行程時(shí)，料斗及貨物的重心已經(jīng)越過(guò)了中位線(xiàn)，如圖2所示，這樣就會(huì)造成舉升液壓油缸受拉導(dǎo)致油缸內(nèi)部形成真空而損壞。這時(shí)一般會(huì)在舉升系統(tǒng)的下降回路加裝平衡閥，以限制舉升油缸的回油速度，從而避免舉升油缸內(nèi)部形成真空而損壞，如圖3所示。

圖2 舉升機(jī)構(gòu)圖

圖3 舉升液壓系統(tǒng)原理圖

經(jīng)過(guò)計(jì)算分析得知：該機(jī)型在舉升缸運(yùn)動(dòng)到最大行程時(shí)，料斗及貨物的重心沒(méi)有越過(guò)中位線(xiàn)，在一般情況下，舉升油缸不會(huì)受拉。但由于該自卸車(chē)在寒冷的北方地區(qū)工作，裝卸的貨物結(jié)成了冰塊粘在料斗上，導(dǎo)致重心后移，使得舉升液壓油缸在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受拉內(nèi)部形成真空而損壞。

為了解決這一故障，我們?cè)谙陆祷芈芳友b了平衡閥，以限制料斗過(guò)中位線(xiàn)后的下降速度，避免油缸內(nèi)部形成真空，如圖形3所示，但是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，這一故障現(xiàn)象并沒(méi)有緩解，即使將平衡閥的節(jié)流孔換成了最小型號(hào)的，故障現(xiàn)象依然沒(méi)有改善。節(jié)流閥為什么不起作用？經(jīng)過(guò)測(cè)試，得知下降回路中根本沒(méi)有液壓油流出，舉升油缸回油到哪里去了呢？

由于沒(méi)有油缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，于是對(duì)油缸進(jìn)行了解剖分析，結(jié)果如圖4所示：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)油缸的活塞與缸筒之間沒(méi)有密封圈，各級(jí)油缸的回油與舉升缸的回油口也不相通，而是通過(guò)活塞與缸筒之間的縫隙擠出到進(jìn)油腔，只有第4級(jí)油缸在運(yùn)動(dòng)到一定行程時(shí)，單向閥打開(kāi)后才會(huì)有部份液壓油從舉升油缸的回油口流出，也就是說(shuō)沒(méi)有液壓油進(jìn)入到平衡閥，因此回油不受平衡閥的控制，故障不能排除。

圖4 舉升油缸

2 解決方案

該故障現(xiàn)象可有以下兩種方案進(jìn)行解決：

首先，可以重新設(shè)計(jì)舉升機(jī)構(gòu)，將料斗及貨物的重心前移，但這樣改變了車(chē)子的結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場(chǎng)返修不可行，而且重心前移加大了阻力矩，需相應(yīng)地增大主動(dòng)力矩，即增加液壓系統(tǒng)的壓力或加大液壓油缸的面積，增加能耗，此方案不可行；

其次，可重新設(shè)計(jì)液壓油缸，在各級(jí)活塞及缸筒之間增加密封圈，并在缸筒上開(kāi)孔使各級(jí)油缸的回油與舉升油缸的總回油口相通，加裝平衡閥，使重心越過(guò)中位線(xiàn)后，節(jié)流閥能控制回油速度，避免舉升油缸內(nèi)部形成真空的故障現(xiàn)象發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該機(jī)型礦用自卸車(chē)舉升液壓系統(tǒng)的分析，找到了解決該機(jī)型用于寒冷地區(qū)出現(xiàn)的故障問(wèn)題的方法，同時(shí)說(shuō)明了在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)必須盡可能多地考慮到所設(shè)計(jì)的機(jī)型能適應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境，以避免機(jī)器用于特殊環(huán)境時(shí)出現(xiàn)故障。

Fault Analysis for a LiftHydraulic System

ZHANG Fu-ying1，TANG Yun-juan2
（1.GuangxiMachinery Senior Technicial School，Liuzhou Guangxi545005，China；2.Guangxi LiugongMachinery Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi545007，China)

Analyze the fault phenomenon and causes of lifthydraulic cylinder damages on a dump truck when working in cold area,and bring up solutions.The studywillbe some helpful for designers and servicemen ofhydraulic system of mining truck.

dump truck；hydraulic system；fault；analysis

TD50

B

1672-545X（2014）04-0016-02

2014-01-05

張福英（1966—），女，廣西玉林人，教師，工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)，幾何量測(cè)量；唐云娟（1966—），女，廣西恭城人，高級(jí)工程師，研究方向：液壓系統(tǒng)。