齿辊卸料机液压故障分析

钱国云

摘 要：齿辊卸料机应用竖炉球团生产线，是球团设备的核心部分之一。齿辊卸料机在竖炉培烧流程中，起到支撑料柱、破碎大块和排料卸料的三大功能。齿辊卸料机主要由液压传动系统、连杆、密封装置、齿辊装置、底座、棘轮装置等六部分组成。液压系统故障是齿辊卸料机中的常见故障，文章详细分析了齿辊卸料机液压系统原理及在生产使用过程中的常见故障，旨在快速分析故障，提高检修速度，减少设备检修时间，提高系统作业率。

关键词：齿辊卸料机；液压故障；分析

我公司是两条8平方米的竖炉生产线，齿辊卸料机采用烟臺市福山区福海水泥机械厂，公司齿辊卸料机的主要技术性能：

a. 齿辊直径：？覬560mm 齿辊间距：680mm

b. 齿辊自转角度：360° 齿辊一次摆转角度：36°

c. 油缸工作行程：217mm 油缸最大行程：350mm

d. 油缸直径：？覬250mm

e. 油缸调整工作压力：8Mpa 油缸最大工作压力：10MPa

f. 传动方式：液压传动、连动 齿辊冷却水采用旋转接头

齿辊卸料机液压系统一般由能源部分（液压泵与电机）、控制部分（电液换向阀、压力控制阀及流量控制阀组成）、执行器（液压缸）和辅助部分（冷却器、油箱、过滤器，压力表及压力开关、管件等组成）四个部分组成。对液压系统故障来说， 诊断、 寻找故障的原因和所在部位较难， 而找到后排除较为容易。对于竖炉使用的油电结合的液压系统设备，首先要分析出故障在电器控制系统还是在液压系统，简单的方法是用一小工具人为使电磁阀（DSG-3C4-N-02）阀芯工作，如果执行机构开始工作，说明故障在电器控制系统，如果执行机构不动作，则故障在液压系统，再从以下几方面查找故障原因。

1 液压站结构及工作原理

液压站又称液压泵站，是独立的液压传动装置。它按主机要求供油，并控制油流方向、压力和流量。公司使用的是YZ-150A液压站，它适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械上。将液压站与主机上的执行机构（油缸）用油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作、工作循环（原理图略）。

液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成。

YZ-150A液压站主要由11KWY160M-4电机、YB-E150叶片泵、WU-630滤油器、DIF-L32H单向阀、RV-06G溢流阀、TV06G节流阀、DSHG-06-3C电液换向阀、YNC-100电接点压力表等组成，溢流阀调整系统工作压力，节流阀调整系统流量，SM1-SM4运行开关控制油缸行程。我公司采用的是旁置式油泵安装方式，公司在二期建设订货时总结一期经验，在由油箱进泵的管路中多加一碟阀，便于检修油泵。液压站采用循环水冷却，有效容积1.5立方米的油箱，使用的液压油是68号抗磨液压油。

液压站的工作原理如下：电机带动油泵旋转，泵从油箱中吸油后供油，将机械能转化为液压油的压力能，液压油通过集成块（阀组合）被液压阀实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到油缸中，从而控制了油缸的伸缩，推动各连杆带动齿辊转动。

2 控制机构主要故障

2.1 电液换向阀：电液换向阀是电磁换向阀和液控换向阀的组合，它是用电磁换向阀控制液控换向阀的动作，变换流体流动方向的控制阀。电液换向主要作用是在流量超过电磁换向阀正常工作允许范围的液压系统中，对执行元件的动作进行控制，或对油液的流动方向进行控制。电磁换向阀是液压控制系统与电器控制系统之间的转换元件，它利用两端电磁铁的吸力来实现阀芯的运动，从而改变油路的通断，进而实现执行元件的换向。公司采用的是三位四通DSG-3C4-N-02电磁换向阀。

电液换向阀阀芯可实现左位、中位、右位三个位置的变换。当阀芯处于中位时各油口各不相通，当阀芯处于左位时由油路可由P口进A口出，同时B口与T口相通。当阀芯处于右位时油路可由P口进B口出，同时A口与T口相通。

电液换向阀换向故障：（1）若电磁换向阀在换向过程中出现油压升高现象。1）可能是阀芯故障，应及时清洗阀芯，或更换电磁换向阀，以免造成线圈烧损；2）可能是液动主阀行程过大，与阀体运动速度不匹配，应调节螺母，调整行程。（2）若电液换向阀换向正常，但液压缸活塞杆不动作，油压升高，则为节流阀故障。应检查节流阀调节弹簧是否正常工作。（3）若电液换向阀换向正常，但液压缸活塞杆动作缓慢，可能是节流阀故障，应调节节流阀流量，以满足运转需要；若调节节流阀，活塞杆动作仍不能满足运转需求，则检查液压缸。

2.2 节流阀：当运动部件出现双向全行程爬行时， 可能是节流阀引起的， 因为当工作台低速时， 节流阀的通流面积很小，油中杂质及污物极易聚在这里， 液流速度高， 引起发热，将油析出的沥青等杂质粘附于节流口处使通流面积小，致使通过节流阀的流量减小。消除办法： 仔细消除节流口粘附的杂质； 更换干净的油液， 防止油液污染。

节流阀故障：（1）节流阀调节弹簧断裂。当液压油中有杂物时，会卡住调节弹簧，甚至折断调节弹簧，使阀芯失去随油压波动的微动功能，堵塞流道，节流失效。电液换向阀虽正常换向，但液压缸不动作，油流经溢流阀流回油箱。（2）节流阀流量控制小。节流阀应在运行过程中进行调节，若流量控制过小，或液压缸产生内泄，但不严重，会产生液压缸活塞杆动作速度减缓现象，调节流量可消除此故障。（3）单向节流阀A路节流孔堵塞，在这种情况下，当电磁铁I通电时，液压缸工进。电磁铁2DT通电时，因单向节流阀A路节流孔堵塞，液压缸无杆腔不能通过管路回油，液压缸有杆腔的液压油，会通过损坏的活塞密封件进入到无杆腔，由于活塞两面受力面积不同，导致液压缸工进，与生产需要的方向相反。排除故障的方法是，更新液压缸活塞密封件，同时拆修单向节流阀，使A路节流孔导通。

3 液压缸故障的分析与排除

液压缸主要故障有液压缸推力不足或工作速度逐渐下降无法实现正常工作。导致液压缸不工作的原因较多，本文根据液压维修工作实践，以双作用单活塞杆液压缸为例，对使用双电磁换向阀，旁通溢流阀，节流阀的典型液压回路进行分析，总结了液压缸不工作这一故障的几种可能原因和排除方法。

3.1 液压回路及工作原理

齿辊卸料机液压回路执行器为双作用单活塞杆液压缸，控制元件由电磁换向阀、双回油节流阀和单向阀组成。通过行程开关自动切换电磁阀的电磁铁，使液压缸完成工进或返回；调节单向节流阀，可以通过调整回油流量的大小，得到液压缸工作所需的任意速度；单向阀，能够保证电磁阀中位时，液压缸准确定位。检查电液换向阀及节流阀、单向阀后液压系统依然无法正常工作，故障应该就在液压缸。

3.2 故障原因

（1）液压缸和活塞配合间隙太大或O型密封圈损坏，造成高低压腔互通，油缸内部泄漏过多。

（2）由于工作时经常用工作行程的某一段，造成液压缸孔径直线性不良（局部有腰鼓形），致使液压缸两端高低压油互通。

（3）缸端油封压得太紧或活塞杆弯曲，使摩擦力或阻力增加。

（4）油温太高，粘度减小，靠间隙密封或密封质量差的油缸行速变慢。若液压缸两端高低压油腔互通，运行速度逐渐减慢直至停止。

3.3 液压缸活塞密封件损坏，检修要求就是尽快更换液压缸。液压缸检修时间长，可用总成互换法进行快速检修。同时液压缸密封件损坏极极易造成油路堵塞。公司投产8年来更换油缸密封件或油缸12只，更换电液换向阀3只。油缸密封件损坏是液压系统比较常出现的故障。

4 油液的污染导致液压系统的故障

在液压系统中，液压油是传递动力和信号的工作介质，同时还起到冷却、润滑和防锈的作用。液压油污染严重时，会导致液壓元件磨损加剧出现故障，使液压系统工作性能变坏。

液压油污染的原因及危害：（1）液压油氧化变质齿辊卸料机液压系统在工作时，液压系统由于各种压力损失产生大量的热量，使系统液压油温度上升，系统温度过高时液压油容易氧化，氧化后会生成有机酸，有机酸会腐蚀金属元件，还会生成不溶于油的胶状沉淀物，使液压油的粘度增大，抗磨性能变差。（2）液压油中混入水分和空气液压油新油有吸水性，含有微量水分；液压系统停止工作时系统温度降低，空气中的水气凝结成水分子混入油中。液压油中混入水分后，将降低液压油的粘度，并促使液压油氧化变质，还会形成水气泡，使液压油的润滑性能变差还会产生气蚀。（3）液压油中混入颗粒污物液压系统及元件在使用、检修中将污物混入系统中；使用中金属零部件磨损后产生的磨屑；空气中灰尘的混入等，这些都易形成液压油中的颗粒污物。液压油中混入颗粒污物，容易形成磨料磨损，降低液压油的润滑性能，冷却性能。污染颗粒侵入精密阀体内， 配合零件的相对运动不灵活、 灵敏度降低或卡滞。对于泵， 若污染颗粒进入叶片泵转子槽与叶片之间，就会产生卡住现象； 会使油压建立不起来。对于换向阀， 当污染颗粒侵入滑阀之间隙时， 会使阀芯移动不灵活甚至卡住。对于流量阀， 当污染颗粒结集在节流口， 会使通流面积发生变化， 影响速度的稳定性。对于压力阀， 当污染物粘附在阀座处， 会影响阀座的密封性。

5 结束语

污染是导致液压系统出现故障的主要原因。油液的污染，造成元件故障占系统总故障率的70%～80%。它给设备造成的危害是严重的。因此，液压系统的污染控制愈来愈受到关注和重视。公司几年来的实践证明：保持系统油液清洁度是提高系统工作可靠性的重要途径，必须认真做好定期更换液压油工作。不及时更换的旧密封件会日益老化，产生碎屑，污染油源，导致更多的液压故障。在维修液压设备时，应马上采用常规的维修方法，更换液压密封件，修复原来的阀件，使设备恢复良好的工作状况，保持优良的液压功能。

参考文献

[1]许福玲、陈尧明.液压与气压传动（第3版）[M].北京：机械工业出版社.

[2]陈榕林.液压技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2002.