高空作業(yè)車系統(tǒng)及常見故障分析

張程杰

[摘 要]高空作業(yè)車應(yīng)用越來越普遍，本文主要闡述高空作業(yè)車的基本結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)以及實際應(yīng)用中常見故障分析、排除。

[關(guān)鍵詞]高空作業(yè)車 液壓系統(tǒng) 電氣系統(tǒng) 故障分析

中圖分類號：O856 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0061-01

1.高空作業(yè)車種類及基本組成

高空作業(yè)車（以下檢車高空車）分為折疊臂式、伸縮臂式、混合臂式和垂直升降式四種基本形式。高空車主要由底盤、舉升臂、工作平臺、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等部分組成，其工作原理是發(fā)動機通過安裝在變速箱上的取力器將動力傳遞給液壓油泵，液壓油泵產(chǎn)生高壓液壓油通過控制閥分別輸送給各油缸或液壓馬達，從而實現(xiàn)各工作機構(gòu)的運動。以折疊臂式高空車為例，對各部分做簡要介紹。

1.1 舉升臂

舉升臂包括上臂、下臂和小臂。行駛狀態(tài)時，上下臂折疊在一起，小臂垂直向下。進行高空作業(yè)時，上、下、小臂分別由變幅油缸舉升伸展至一定角度，將工作人員送至工作位置。工作臂為鋼板焊接而成的箱型結(jié)構(gòu)，臂和臂之間、下臂和轉(zhuǎn)臺鉸接處均設(shè)有專門的滑動軸承，保證工作臂轉(zhuǎn)動阻力小，運動平穩(wěn)。

1.2 工作平臺

工作平臺為鋼架焊接框架結(jié)構(gòu)，周圍設(shè)有護欄，右側(cè)護欄開有側(cè)門，方便人員進出，平臺底板采用防滑花紋鋁板，平臺周圈下部設(shè)有護欄，防止工具或其他物品掉落。

1.3 回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)

回轉(zhuǎn)機構(gòu)由液壓馬達、回轉(zhuǎn)減速器以及小齒輪、回轉(zhuǎn)支承等組成。進行回轉(zhuǎn)時，液壓馬達輸出動力，通過回轉(zhuǎn)減速器減速后帶動輸出軸上的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的齒輪嚙合，由于回轉(zhuǎn)支承的齒圈與車架剛性連接，因而回轉(zhuǎn)減速器帶動與之相連的轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)。

1.4 動力系統(tǒng)

高空車動力源為底盤發(fā)動機，其動力由取力器從底盤變速箱取出。取力器和變速箱取力齒輪處于斷開狀態(tài)，當進行高空作業(yè)時，操作拉桿使取力器的滑移齒輪與變速箱的輸出取力齒輪嚙合，取力器輸出軸帶動油泵工作，從而將發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)為液壓能，為系統(tǒng)提供動力。

1.5 輸油器

輸油器由導(dǎo)電滑環(huán)、液壓滑環(huán)兩部分組成，它的作用是當高空車進行回轉(zhuǎn)動作時，高空車轉(zhuǎn)動部分和固定部分的電路和液壓油路始終保持暢通。

2.高空車液壓系統(tǒng)組成及特點

高空車液壓系統(tǒng)一般采用齒輪泵供油的開式系統(tǒng)，油路中設(shè)有安全溢流閥，保證系統(tǒng)安全。當掛上取力器后，齒輪泵開始工作，為機械動作提供動力。

當下車工作時，扳動下車閥體的相應(yīng)手柄，壓力油經(jīng)各管道使相應(yīng)支腿動作。下車閥體可對各支腿的進出油油路分別控制，因此各支腿的伸縮量均可單獨調(diào)節(jié)，使高空車能夠適應(yīng)不同的路面狀況。

當下車支撐穩(wěn)定后，上車才可工作。上車的控制一般采用電液比例流量閥。當上車工作時，通過電液比例比例流量閥對上車各執(zhí)行機構(gòu)供油，供油量大小由比例閥控制，輸出流量與負荷變化無關(guān)，可使系統(tǒng)達到穩(wěn)定的工作速度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速。當上車工作時，先讓電磁閥動作，然后緩慢扳動比例手柄，相應(yīng)的工作機構(gòu)開始動作；當需要停止動作時，先緩慢松回比例手柄，然后再讓電磁閥復(fù)位。為了增加安全性，液壓系統(tǒng)一般還有以下功能：

○1在垂直支腿油缸上均裝有雙向液壓鎖，當油缸達到所需位置后，鎖住油缸不動，以防造成事故。

○2在各臂架、伸縮臂、起升馬達上均裝有平衡閥，用來提高以上動作過程中的平穩(wěn)性，在停止時又起到鎖住執(zhí)行機構(gòu)的作用。

○3在進油設(shè)置大流量高精度的壓力油過濾器。確保系統(tǒng)清潔。

○4在下車設(shè)置應(yīng)急泵作為應(yīng)急液壓源，當主動力源發(fā)生故障時，可用應(yīng)急泵作為動力源將各機構(gòu)收回到原始狀態(tài)，保證人身安全。

3.高空車電氣系統(tǒng)組成及特點

就高空車要求的整機動作而言，采用純液壓手動操作的方式完全可以實現(xiàn)，但是高空車是載人作業(yè)對整車安全性要求較高，因此高空車電氣系統(tǒng)是作為高空車的高級控制系統(tǒng)而存在的。

高空車的電氣系統(tǒng)一般包括支腿支地情況檢測、整車傾斜狀態(tài)監(jiān)測及報警、舉升臂回收到位檢測、工作斗回收到位檢測、應(yīng)急狀況急停、單比例閥實現(xiàn)上裝全部動作（變幅、伸縮、回收等）比例操作和一些照明等輔助功能。除比例控制操作功能外上述功能基本都是采用接近開關(guān)和傳感器監(jiān)測實現(xiàn)，其配置功能區(qū)別不大，比例操作功能的實現(xiàn)主要分為以下三種形式。第一種采用可編程控制作為控制核心，調(diào)速部分由控制器控制，液壓元件僅作為一個執(zhí)行機構(gòu)，有的高空車還配置有顯示器，這種形式的價格較為昂貴。這種系統(tǒng)調(diào)速方式采用控制器采集操作手柄的參數(shù)，另外一些傳感器和操作開關(guān)也被采集進控制器，經(jīng)過編程處理后控制比例閥的動作。其特點是：○1一些邏輯互鎖關(guān)系不用電路來實現(xiàn)，可通過編程來實現(xiàn)，這樣的話能夠減少電路故障；○2對一些機械部分處理困難的問題，比如說工作臂在某些角度時顫抖，可通過程序來優(yōu)化該階段的動作；○3可通過顯示屏標定一些工作參數(shù)，如可調(diào)節(jié)比例閥的最大開啟量大小，標定角度傳感器的零位等信息；○4可通過顯示屏或者指示燈等顯示工作狀態(tài)以及一些故障等信息；○5有顯示屏的設(shè)備科簡化維修人員的判斷故障時間，可看出各個端口的工作狀態(tài)信息；○6減少設(shè)備鋪線的數(shù)量。第二種采用手柄加比例放大板的方式控制液壓比例閥調(diào)速，價格較為便宜。這種系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)放大板上的電位器調(diào)節(jié)操作速度，其特點是由于沒有控制器，系統(tǒng)無法處理模擬量信息，只能采用開關(guān)量的信號。造成的問題有：○1舉升臂達到極限位置時只能實現(xiàn)簡單的到位限制作用，不能實現(xiàn)自動末端減速功能；○2對于一些特殊位置的顫抖，電控系統(tǒng)無法調(diào)節(jié)；○3比例放大板只能實現(xiàn)部分調(diào)速功能，部分調(diào)速只能依賴液壓系統(tǒng)。第三種采用純手動調(diào)節(jié)液壓比例閥的方式，高空車調(diào)速只能依靠操作人員的手動調(diào)節(jié)，價格更低。其特點是：○1若操作人員不熟悉設(shè)備的性能，會造成高空車明顯的顫抖現(xiàn)象；○2工作平臺處液壓管路連接較多較亂。

4.高空車常見故障分析

○1取力器連接不到位， 整車動作均受限制。常見的為取力器掛檔不到位或是軟軸連接螺栓松動或是取力器和變速箱連接軸不合適，但是用應(yīng)急動力單元供油，整車動作均正常。此時只要逐一檢查，故障比較容易排除。

○2支腿垂直方向檢測需腿，此時整車報警上裝各動作受到限制。常見為支腿垂直方向接近開關(guān)松動或是位置調(diào)節(jié)不合適，此時只要適當調(diào)節(jié)支腿垂直方向接近開關(guān)的位置即可解除故障。

○3泵壓不足，此時部分動作正常部分動作收限制。常見為泵內(nèi)泄造成供壓不足或整車溢流壓力調(diào)節(jié)過低達不到部分執(zhí)行元件的開啟壓力而造成無法動作。此時外接壓力表顯示系統(tǒng)最大壓力較小，只要調(diào)節(jié)系統(tǒng)卸荷壓力或更換泵即可恢復(fù)正常工作。

○4液壓油較臟或電氣控制程序混亂，此時多數(shù)動作不正常只是某一動作單一方向能夠動作。常見為液壓油臟造成閥芯堵塞或是電氣控制 程序混亂，有時甚至發(fā)出所有動作指令均表現(xiàn)為某一單一動作。此時先拆洗液壓閥芯必要時更換液壓油，如還是不正常檢查調(diào)試電氣系統(tǒng)控制程序即可排除故障。

○5電氣系統(tǒng)不穩(wěn)定或程序部分不合理，此時部分動作時而故障時而正常。常見為電氣系統(tǒng)控制程序部分不合理或是電氣元件連接不穩(wěn)定，首先排除電氣元件硬件故障，在通過具體分析原因調(diào)節(jié)電控程序即可徹底解決故障。

○6正常作業(yè)時高空車工作臂顫抖明顯，此時人在工作斗里站立不穩(wěn)缺乏安全感。對于這種故障首先確保高空車在允許的風力氣象條件下作業(yè)，其次操作人員要熟練平穩(wěn)操作。如果還是顫抖明顯的話，根據(jù)具體車型結(jié)構(gòu)可在適當位置加裝節(jié)流閥以緩和油路沖擊性，在系統(tǒng)允許的情況下還可通過程序優(yōu)化來減輕顫抖現(xiàn)象。

5.結(jié)束語

以上分別介紹了高空車的基本結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的基本原理以及常見常見故障的排除方法，對于高空車設(shè)計和維修從業(yè)人員具有一定的借鑒意義。