黄骅港双臂定位车液压系统原理及故障分析

2014-07-08郗洪涛周祥李彦彬

机械工程师 2014年9期

郗洪涛，周祥，李彦彬

（神华黄骅港务公司，河北沧州 061113）

0 引言

神华黄骅港一期工程翻车机房原有定位车为单臂型，即只有一个俯仰臂机构，在翻卸C64 和C70 车型时必须进行人工摘钩作业。若将其改造成双臂定位车后，翻卸C70 车型时可以不摘钩，大大提高了翻卸效率，且兼顾C64 摘钩作业，这是由于双臂定位车不单有俯仰臂机构，还增加了伸缩臂机构。双臂定位车的液压系理与原有单臂定位车的液压系统相比较为复杂，因为其增加了伸缩臂的动作回路。为此，对双臂定位车液压系统各个执行动作回路的原理进行分析，对双臂定位车常见故障的原因进行分析，并提出了相应的排除方法。

1 双臂定位车液压系统组成

如图1 所示双臂定位车液压系统的组成包括［1］：动力元件（双联叶片泵）、执行元件（提销油缸、俯仰油缸、伸缩油缸）、控制元件（电磁换向阀、单向阀、减压阀、溢流阀等）、辅助元（油箱、过滤器、液压硬管、密封胶圈、转换接头、液压胶管、测压接头、压力表、油位计等）。

2 双臂定位车液压系统执行元件动作原理分析

双臂定位车液压系统的动作包括：解除制动、后钩提销缸的提落、前钩提销缸的提落、伸缩摆动油缸的升降、俯仰摆动油缸的升降。通过图1 液压原理可知解除制动和前后提销油缸的动力源为小泵、伸缩摆动油缸和俯仰摆动油缸的动力源为大泵。下面分析图1 如何通过液压阀的控制来实现每一个动作。

图1 双臂定位车液压系统原理图

1）解除制动。电机M1 启动，双联叶片泵小泵开始输出油液，油液从小泵出口经单向阀40 到减压阀36.3，此时电磁换向阀35 线圈YH2 得电，电磁换向阀阀芯处于左位，P 口和B 口接通，油液经叠加式单向节流阀27.3 进入制动器无杆腔，推动缸杆运动，制动器弹簧被压缩，此时制动器打开，制动解除。相反，当线圈YH2 不得电，电磁换向阀阀芯处于右位，P 口和A 口连通，油液不能进入制动油缸，此时靠制动油缸内部的弹簧的压力，制动器关闭，处于制动状态。

2）后钩提销缸的提落。电机M1 启动，双联叶片泵小泵开始输出油液，油液从小泵出口经单向阀40 到减压阀36.1，当电磁换向阀26.1 线圈YH3 得电，电磁换向阀26.1 阀芯处于左位，P 口和B 口连通，油液经过叠加式单向节流阀27.1 进入提销缸无杆腔，推动缸杆运动，实现提销摘钩，当电磁换向阀线圈YH4 得电，电磁换向阀26.1 阀芯处于右位，P 口和A 口连通，油液经过叠加式单向节流阀27.1 进入提销缸有杆腔，推动缸杆运动，实现落销连挂。

3）前钩提销缸的提落。因为前钩提销缸动作回路原理和后钩提销缸的相同，所以在此不再赘述。

4）伸缩摆动油缸的升降。首先分析电磁换向阀20 的功能。电磁换向阀20 线圈YH1 不得电，阀芯处于右位，P口和T 口连通，油液直接回油箱即起到卸荷的作用。此时电磁换向阀28.1 处于中位，其P 口不同，油液返回油箱，伸缩摆动油缸不动作。当线圈YH1 得电时，阀芯处于左位，P 口和B 口连通，油路不通，此时电磁换向阀28.1 线圈YH7 得电，阀芯处于左位，P 口和B 口连通，油液经过液控单向阀29.1 和叠加式单向节流阀30.1 进入摆动油缸右腔推动齿条杠杆向左运动，另一侧的油液被压出经溢流阀31.1、叠加式单向节流阀30.1 和液控单向阀29.1，再由A 口到T 口，然后回到油箱，完成伸缩摆动油缸的下降动作。相反当电磁换向阀28.1 线圈YH8 得电，阀芯处于右位，P 口和A 口连通，油液经过液控单向阀29.1 和叠加式单向节流阀30.1 进入摆动油缸左腔推动齿条杠杆向右运动，另一侧的油液被压出经溢流阀31.1、叠加式单向节流阀30.1 和液控单向阀29.1，再由B 口到T 口，然后回到油箱，完成伸缩摆动油缸的上升动作。此过程中溢流阀压力设定为160 MPa。

5）俯仰摆动油缸的升降。因为俯仰摆动油缸动作回路原理和伸缩摆动油缸的相同，在此不赘述。

经过以上对双臂定位车液压系统各种动作回路的分析，可以得出表1 主要动作的控制原理。

3 定位车常见故障分析

3.1 定位车液压系统供油故障

当定位车液压系统出现不能供油故障时，根据对双臂定位车液压原理分析其可能的原因为：1）定位车液压站油箱油量不足。可能是油箱泄漏或者管路及接头漏油，此时可以查找漏油点，补足液压油。2）液压管路由于存在异物造成流通不畅。可以清洗液压管路，清除液压管路内的异物。3）液压油黏度增大。高黏度液压油会使油泵的容积效率降低，从而导致泵供油不足，这时应更换黏度低液压油。4）液压泵损坏。液压泵损坏一般伴有异响，如果有异响可能是由于叶片泵内部损坏。5）液压泵电机正常，而液压泵没有正常工作，也可能造成系统没有压力，可能是由于液压泵和电机之间的联轴节损坏，电机的动力不能传递给液压泵。

表1 主要动作的控制原理

3．2 动作回路没有压力，造成油缸不动作

当定位车泵运转正常，但是某个动作回路没有压力，常见原因：1）系统回路中的溢流阀损坏，或者设定压力不正确，造成系统回路压力不足溢流阀打开，检查溢流阀是否损坏进行更换，或者重新设定溢流阀的开启压力。2）由于油液污染存在杂质，控制动作的换向阀阀芯卡住不能正常打开，应拆开并清洗。3）检查回路中每个电磁换向阀线圈是否正常，以免因故障造成换向阀不能使用。

3．3 液压油缸动作不稳定

当定位车液压系统出现液压油缸动作不稳定时，表现为液压缸不动作、动作缓慢、爬行等现象。常见原因：1）液压缸存在泄漏，可能是液压缸的密封圈损坏，应更换密封圈。2）液压系统密封不好进入了空气，应检查系统密封装置；或者是油箱油位过低造成泵吸空，需要补足液压油。3）检查动作回路中溢流阀和手动节流阀设定值是否正确，如果设定值不正确应进行适当调整。

3．4 系统泄漏

泄漏是定位车液压系统最常见的故障，常见原因：1）液压管路泄漏主要有接头损坏、油管爆裂两种情况。2）液压阀泄漏主要是由于液压阀的加工质量问题，如阀的表面几何精度不够，阀的同心度不够，再就是阀由于长期磨损或者密封圈老化造成泄漏。3）液压缸的泄漏。缸的泄漏分为内泄和外泄两种情况，外泄漏可以直观地检查出来。内泄漏一般由于缸杆磨损或者缸内密封圈损坏造成，发生内泄后往往会出现液压缸爬行现象，发生内泄的液压缸要进行更换密封或者更换新的液压缸。

3．5 系统过热

当定位车液压系统过热时，常见原因：1）冷却器故障，冷却风机不能正常工作，造成液压站油温高，在这冷却风机的转向错误使得风机冷却效果不佳，造成液压站油温高，风机的正确工作状态是风机往液压站内吸风。2）液压油黏度过大，造成系统油温过高，更换黏度合适的液压油。3）液压管路和液压阀堵塞，造成系统油温过高，需要清洗管路和液压阀。

3．6 液压系统噪声

定位车液压系统发生噪声故障的常见原因：1）机械系统的振动，可能是电机、泵安装不同心造成系统振动，产生噪声，要调整泵和电机的同轴度到达安装要求［2］。2）液压泵的流体噪声主要是由泵的压力、流量的周期性变化造成的，这种噪声产生的振动是无法消除的，但是可以通过增设软管和使用弹性联轴节来减少系统的振动和噪声。