翻车机压车器液压工作原理及常见故障诊断

2014-06-01

中国设备工程 2014年5期

关键词：换向阀液压缸油缸

（1.青岛港集团前港分公司，山东青岛 266500；2.青岛港湾职业技术学院，山东青岛 266404）

翻车机压车器液压工作原理及常见故障诊断

韩传林1，薛永杰2

（1.青岛港集团前港分公司，山东青岛 266500；2.青岛港湾职业技术学院，山东青岛 266404）

对翻车机压车器常见的液压故障进行分析，并提出了解决的方案。

翻车机；压车器；故障

一、翻车机结构

翻车机是一种高生产率的散货卸车机械，应用广泛。青岛港煤炭系统共有C型转子式翻车机2台。每个翻车机转子由两个“C”型端环及轨道梁（底梁）、侧梁、平衡梁（顶梁）五大金属结构连接而成。

翻车机压车装置（图1）是夹紧固定车辆的装置，作用是在翻车机翻转过程中实现车箱的压紧，作用于车皮的顶部，其动作由液压缸起落来完成。

图1 翻车机压车装置

每台翻车机有8套压车装置，进端、出端各4套，分别有进出端液压站控制。每个压车器都可以独立工作，由一个组合液压缸驱动，其控制原理如图2所示，以达到最佳的相同压车力。在翻车机翻转过程中实现对每1节火车车厢的压紧，全部动作均由PLC自动控制。

该压车器液压缸为直接压紧车厢式压车装置，设有锁定阀和卸空后吸收车簧反弹力的释放机构。即油缸顶部设有缓冲活塞，其最大缓冲距离为40mm。此特殊油缸的设计，实现在翻车机运转过程中，通过缓冲活塞及时释放煤车车簧巨大的反弹应力，达到降低金属结构受力、保护结构安全使用的目的。

二、翻车机液压系统工作原理

翻车机压车器液压系统工作原理如图2所示。翻车机压车器液压缸动作油液由系统液压站P管油口提供。

1．压车器的压车过程

当电磁换向阀2处于b 位置，电磁换向阀2的左位油口交叉导通，插装阀5控制油口不接高液油，通过梭阀6—电磁换向阀2—单向阀3接回油箱，所以插装阀5开启；带电监控插装阀1因控制油口通压力油而关闭，此时缸11的进油路为：泵输出的油液一路经过流量控制阀4、主单向阀8进入液压缸11的压车活塞有杆腔，另一路通过插装阀5进入液压缸11的无杆腔，因此，压车液压缸在差动回路作用下，压车器活塞杆快速伸出，压车机构压车。

与此同时，液压油流动通过平衡阀9进入缓冲活塞12区域，推动活塞12前移至止动器位置。

压车到位后，管路内油压上升，带电监控插装阀1发出关闭信号，此信号当作压车信号发出，并进入电气连锁的PLC控制系统，信号在压车状态下可长期保持。

翻车机在翻卸过程中，随着货物的卸载，车辆弹簧的反作用力逐渐增大，当超出平衡阀 9 的设定值时，缓冲油缸活塞12动作，液压缸11的压车活塞杆缩回，压车机构进行一定程度释压，缓冲活塞的动作距离依平衡阀9的设定值设定，但最大不超过缓冲活塞行程。最终达到释放车簧张力的目的，改善降低金属结构受力状况。

2．压车器的回缩过程

翻车机回翻到压车器油缸可以回缩角度位置后，电磁换向阀 2 的 a 电磁铁通电，电磁换向阀2右位工作，油路上下导通，压力控制油通过梭阀 6进入插装阀 5 控制口，在控制压力作用下插装阀5关闭，而带电监控插装阀1的控制口通过电磁换向阀2右位经单向阀3接回油箱，因此处于无液压状态，插装阀1开启。因此，回缩过程的进油路：泵输出的压力油经流量控制阀4—主单向阀8—进入组合缸11的下有杆腔内，压车器液压缸11 压车活塞杆缩回，压车机构松压。回油路：压车器液压缸11 活塞之间的油液经插装阀1回油箱。压车机构松压，同时，液压油流动通过平衡阀9重新进入缓冲活塞区域，又推动缓冲活塞前移至止动器位置。压车器液压缸回缩到位后，接入PLC控制系统中的检测抬起信号开关动作，电磁铁a断电。

图2 压车器液压缸控制原理图

压车器液压缸性能好坏直接影响到卸车作业安全，因此，若对其出现的故障进行分析，则便于日后故障的及时修复。下面就使用过程中出现的故障进行总结，以供参考。

三、故障处理

1．液压缸机械方面故障

翻车机压车器液压缸在使用中，油缸固定铰轴长期承受剪切力和疲劳应力，会出现铰轴断裂故障。对此需在作业中，加强动态检查，及时发现，及时停机更换。

2．液压与电控方面故障

(1)压车器液压缸不下落或不抬起

对此一般性故障，应尽快判断此故障是由于电控引起还是液压本身的问题。简便方法是人工将换向阀控制线圈插头拆掉后，手动按压换向阀阀芯，看液压缸是否动作，如果动作正常，可以判定是电控问题；如手动按压换向阀阀芯而液压缸无动作，基本可断定为液压问题。

引起压车器液压缸不下落或不抬起原因分析总结如下。

①电磁阀线圈插头松动、损坏，供电线路出现问题，无电压输入。对此，需进行插头检查更换、线路查找，找出故障点，进行处理。

②电磁阀线圈烧毁：采用万用表进行测量，一般电磁阀线圈的正常电阻只有10几Ω，若坏了，则电阻很大或无穷大，就直接更换电磁阀线圈即可。

③电磁换向阀阀芯卡住：由于系统中，可能存在机械杂质，造成换向阀阀芯卡住，无法换向，可以进行手动按压阀芯试验，看是否能正常工作。

④溢流阀损坏，油液全部溢流，对此更换溢流阀。

⑤插装阀阀芯卡住，插装阀不动作，拆卸检查插装阀。

(2)液压缸静态缓慢下降

主要表现为翻车机压车器在停止作业后，出现压车器油缸活塞杆下落现象。出现压车器抬起信号消失。

分析判断思路：在翻车机液压站停止工作时，系统压力消失，压车器处于锁闭状态。由于液压系统存在内泄问题，翻车机压车器在自重约2t的的压车横梁等作用下，会造成液压缸内部油液的泄漏，出现静态下降。

主要原因及故障排除：压车器液压缸油封有磨损，密封效果降低。一般不进行处理，如果下降严重，需进行油缸更换，维修处理；插装阀阀芯磨损，关闭不严。可以拆卸插装阀，进行检查，如果磨损，更换新阀及阀芯。

(3)停机后液压缸锁不住，出现较快的静态下降

主要表现为翻车机在作业完毕后，停止液压站，翻车机某个压车器随即出现下落，很快落到底部。主要原因是液压缸回路没有锁定导致。

分析判断思路：

在翻车机液压站停止工作时，系统压力消失，压车器应处于锁闭状态。但出现锁闭阀未关严，出现较快的静态下降。

主要原因及故障排除：压车器油缸回路液压锁定阀（单向阀）坏。拆卸检查，更换压车器油缸回路液压锁定阀（单向阀）；压车器油缸回路液压锁定阀阀口有杂质。拆卸检查，清理杂质。

(4)液压缸抬起后有约40mm外露，油缸顶部有溢流声，严重时液压缸无法抬起

分析判断思路：翻车机压车器油缸为一种特殊设计的油缸，油缸顶部设计有40mm 的缓冲活塞装置。压车器油缸活塞杆收起不到位，有约40mm的距离暴露在外面，正好符合油缸缓冲活塞的特殊设计，出现这种问题，可能就是缓冲活塞装置出现问题。

主要原因及故障排除：压车器油缸缓冲装置油封坏。更换缓冲装置油封；压车器油缸缓冲活塞坏。更换油缸缓冲活塞。

严重时液压缸直接抬不起来原因分析：从压车器液压缸控制原理图中可以看出，缓冲回路压力油管接入缓冲装置（液压缸顶部部位），一旦缓冲装置损坏严重，此时压力油就进入了液压缸无杆腔，与回油路相通，理论上压力为零，但由于此时压力油也通入无杆腔，存在一定的压力，导致此时无杆腔压力会大于零，活塞受力F无等于活塞面积与顶部压力的乘积。在活塞底部，液压缸有杆腔压力与压力油管路相通，压力为系统压力，活塞受力F有等于活塞环形面积与系统压力的乘积。同时考虑压车器装置自重Fg及机械摩擦阻力Fc的影响，要实现压车器液压缸抬起，活塞受力需达到以下条件：

F有-（F无+Fg+Fc）〉 0

由于翻车机系统压力最大为50bar，压车器装置自重约2t，缓冲装置损坏严重的情况下，会导致上述条件达不到，后果直接导致压车器液压缸抬不起来。

对于此情况，可以采取临时应急措施：将缓冲装置油管拆掉，使用专用丝堵堵住缓冲油管两端油口，继续工作，待随后停机更换液压缸总成。