悬臂式斗轮堆取料机俯仰液压系统故障分析

朱春波 李 伟

作者通联：韶钢修建部焦化维修站 广东韶关市曲江区 512123

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悬臂式斗轮推取料机，常年在露天作业，粉尘浓度大，日晒雨淋，白天晚上温差大，环境恶劣。近期，堆取料机俯仰液压系统产生点头现象。悬臂梁俯仰液压系统工作原理见图1。

图1

一、俯仰液压系统工作原理

对于整台设备，两同步油缸作为整个悬臂升降控制的动力源。液压泵采用轴向柱塞泵，用溢流阀控制系统压力，采用电液换向阀作为主换向阀，M型中位机能。系统在非工作状态时电机不必停止，避免了电机频繁启动。系统采用一个调速阀来调节液压缸下降速度，调速方式为进油调速。液压缸上升速度不能调节。当换向阀处于中位时两平衡阀互锁，保证液压缸上下两腔的压力。系统利用外控顺序阀和电液换向阀的M型中位机能保压，由于顺序阀和电液换向阀的密封性不够好，因此液压缸在悬臂梁重力作用下会缓慢下降，对斗轮堆取料机工作不利。

二、故障现象

悬臂式斗轮堆取料机，悬臂梁下降过程中时走时停，不平稳，即产生点头现象。设备机械钢构架和俯仰机构液压系统都未改动过，工作负载也没有明显变化。由于悬臂梁自身较重，时走时停会使液压系统产生较大冲击。

三、故障原因分析

根据系统原理及俯仰液压系统现场情况分析，上升过程平稳，下降过程出现点头现象。可能原因有：

下降时无杆腔背压过大；下降时有杆腔供油不足；同步油缸由于内泄漏不能同步。

1.无杆腔背压过大的处理

悬臂梁下降无杆腔回油时，经过平衡阀，如果此平衡阀的阀芯运动不灵活，会引起回油时油液时断时续地通过平衡阀，从而引起回油背压过高，造成悬臂梁下降时点头。处理时，只要将此平衡阀清洗干净即可。

2.有杆腔供油不足

单向调速阀如果通流截面积调得过小，活塞下降时有杆腔则供油不足，引起压力降低，使回油路平衡阀时开时闭，从而引起点头。处理时，重新调好调速阀的通流截面即可。

3.同步油缸不同步

由于内泄造成同步油缸不同步，悬臂梁下降时会出现一定摆动或偏斜，摆动过程中会产生机械卡阻，引起点头现象发生。这种情况会在两同步油缸有一个内泄很严重的情况下出现，处理时，应该检查油缸是否有内泄，如有则修复或更换油缸。从检修的角度来看，检查更换油缸不易，应先排除较易检查的，有疑问的液压元件故障，然后再考虑是否是油缸内泄引起的问题。

四、系统设计及安装缺陷

1.系统设计缺陷

在悬臂式斗轮推取料机俯仰液压系统中，由于液压缸上下腔回油时两个外控顺序阀的外控口分别接在对方的油路上，液压缸下降时，液压油进入液压缸上腔而使压力升高将回油路上的顺序阀打开，又由于液压缸背压低，且液压缸受负载作用，导致液压缸内活塞快速下冲，液压缸下腔油液大量流回油箱，上腔来不及供油，压力突然降低，使回油路上的顺序阀关闭，会造成液压缸瞬间停止。待系统经过短暂恢复后油缸又开始运动，这样一来，液压缸在下降过程中就时走时停，即出现点头现象。

2.系统安装缺陷

经现场考察，采用刚性同步连接两同步缸的油管安装时未严格按要求对称分布，这种不对称的安装，会造成两同步缸工作时压力不等。对于有同步要求的液压回路，在没有其他措施的情况下，应保证两同步缸接到油路的管长尽量相等。因为液压油流经管路时有沿程压力损失，这个损失的大小与管长有直接关系。另外，每经过一个弯头，都会有一个较大的局部压力损失，这些都会使两缸的压力不一致，进而引起同步油缸不能完全同步升降。

五、结束语

通过上述对悬臂式斗轮堆取料机俯仰液压系统点头故障的分析，可以根据情况找出故障处理对策，具体改进和维修措施都较简单，在此不再赘述。由于检查或更换油缸不易，建议先排除较易检查的有疑问的液压元件故障，然后再考虑是否是油缸内泄问题。