电控型挖掘机行走异常故障分析与排查

2019-06-11王茄任李文新刘建毕金敏

中小企业管理与科技 2019年10期

王茄任，李文新，刘建，毕金敏

（广西柳工机械股份有限公司，广西柳州 545007）

1 故障表现

某20t级电控型挖掘机在工作200小时后出现行走跑偏故障，表现为左边履带快，右边履带慢，其他动作无明显异常，可正常进行挖掘，整机也无任何报警信息。行走跑偏虽然对挖掘机正常作业影响较小，但在挖掘机移动过程中尤其是上下拖车时存在较大的安全隐患，极易造成翻车事故，客户抱怨较大，需要尽快进行修复。

2 故障原因分析

挖掘机由左右2个马达分别驱动两侧履带实现直线行走，如果2个马达转速差异较大则会出现行走跑偏现象，而马达转速差异一般由以下三大系统原因造成：①液压系统，液压系统2个马达输入的流量有差异，导致马达转速不一致；②结构件系统，由于结构件机械故障使2个马达外载荷有差异，导致马达转速不一致；③电气系统，由于该挖掘机采用电控排量主泵，电气故障或控制程序BUG也有可能会引起左右泵输出流量有差异，导致马达转速不一致[1]。

采用鱼骨图对三大系统进行分解，找出所有可能导致行走跑偏的子部件（见图1）。

图1 挖掘机行走跑偏故障分析鱼骨图

其中，液压系统故障点可能为主泵、主阀、行走马达、中心回转接头和行走先导阀；结构件故障点可能为履带、张紧轮、托链轮、引导轮或者车架；电气系统故障点可能为控制器、整车线束、传感器和控制程序。

3 故障原因排查

由于涉及多个系统，可能的故障点较多，按照先易后难，以及优先排查行走跑偏高频故障点的原则对各系统进行分析。

3.1 结构件系统排查

①检查两侧履带张紧度，用钢尺检测托链轮与驱动轮之间履带的最大下垂量，符合技术要求；②操作挖掘机用工作装置将整机单边撑起，操作行走马达进行运转，检查托链轮和引导轮，运转正常无卡滞；③对车架进行检查，未发现磕碰、损坏等异常情况。经上述排查后基本可确认结构件系统正常。

3.2 液压系统排查

①用压力表检测行走先导阀二次压力，在3.5～4MPa的范围内，符合技术要求，行走先导阀正常；②操作整机进行双边直线行走，同时操纵上部机构进行动作，因为执行此复合动作，液压系统会自动切换至分泵供油模式，即左泵给2个行走马达供油，右泵给上部机构供油，此时2个马达进油量相同，整机行走无跑偏，由此可判断行走马达正常；③对调中心回转接头至2个回转马达的管路，故障转移，变成右边履带快，左边履带慢，判定为往2个行走马达的流量不一致，但检查中心回转接头未发现有漏油，损坏等异常，需要继续往上一级部件排查；④将中心回转接头管路恢复后，再对调主阀至中心回转接头的管路，故障同样出现转移，对2根行走马达阀芯进行拆检，阀芯表面无较大磨损，活动顺畅，将2根阀芯互换安装试车，故障未转移，可确认主阀工作正常，恢复主阀阀芯与管路，继续往上一级部件排查；⑤将主泵至主阀2根管路进行互换，同时将左右泵比例电磁阀、压力传感器和斜盘角度传感器的插头进行互换后试车，故障转移，由此可判定左右泵输出的流量不一致，互换比例电磁阀后故障依旧，由于该机工作时长较短，泵内元件磨损过大可能性较低，且拆检泵体较为复杂和困难，决定暂不进行拆检，继续排查其他故障点。

3.3 电气系统排查

①检查泵比例电磁阀、压力传感器和角度传感器的线束及插头，未发现异常；②将压力传感器与角度传感器进行拆检，输入输出信号正常；③用断路盒串接控制器与整车线束进行检测，控制器输出信号正常；④重新刷写控制程序，故障依旧。

至此，根据鱼骨图列出的所有故障点均已排查完毕，未发现异常，只能对主泵进行拆检。将泵拆开后检查缸体、柱塞、配油盘等部件，均为正常磨损，未发现异常；检查各个传感器安装孔，在右泵角度传感器安装孔中发现存在较大颗粒铁屑，清理干净后将泵复原进行试车，故障排除[2]。

4 原理分析

该型号挖掘机控制原理如图2所示。控制器采集泵输出压力、泵斜盘角度、先导压力和发动机转速信号等进行运算，并输出控制电流至泵比例电磁阀，对泵的排量进行动态调节。先导压力与泵输出流量成正比例关系，双边直线行走时控制器根据脚先导压力计算出系统所需流量，并输出左右泵比例电磁阀控制电流，控制泵的斜盘摆角，同时控制器还监测泵斜盘摆角、泵输出压力和发动机转速信号，对泵进行恒功率控制，确保发动机不出现掉速、熄火。