基于翻车机液压系统原理及故障处理研究

何金银

（国能黄骅港务公司，河北 沧州 061113）

翻车机是一种重要的机械设备，它可以将有轨车辆翻转或倾斜，以便更有效地卸载散料。通常，翻车机被用于大型港口、煤炭等工业液压系统中，但由于液压系统初期调试和后期运行过程中容易受到多种因素的影响，例如，人为失误导致安装调试不当，或者产品元件质量不符合标准，这些都会导致液压故障的发生。特别是液压油缸，经常出现液压油缸封口问题，究其原因，工作人员缺乏对翻车机隐患的检查，并且翻车机的作业环境相对恶劣。

1 翻车机液压系统概述

翻车机液压系统包含控制元件、动力元件、液压油、执行元件等部分，其中液压缸、液压阀与液压马达很容易出现故障问题，之所以发生故障，是因为受到多方因素的影响，尤其是综合性因素，所以，在实际工作过程中，应系统分析故障及出现的原因，从而针对性排除并解决故障。

液压传动技术是翻车机的关键部分，其可以实现现代机械传动，并且具有更高的自动化水平。与传统的机械传动方式相比，液压传动具有结构紧凑、反应速度快、操作简单等优点。在液压系统中，液压泵将电动机产生的机械能转换为压力，然后通过液压缸和液压马达传递给机器，从而产生直线式的机械能。通过精确控制液体介质的压力、流量和流动方向，系统能够有效地实现机械的运动特性，包括力、速度等，而且液压系统还必须能够满足执行元件在力、速度等方面的严格要求。液压系统的工作特性如下：液压传动的压力和负载、速度和流量之间的关系，使得液压系统能够获得更大的驱动力和力矩，而且比机械传动更加轻巧。此外，液压传动还可以实现大范围的无级变速，并且具有较强的过载保护能力，同时具有较低的惯量，使得运动趋于平稳，从而降低变速过程中的功率损失。与电动机相比，液压马达的功率和速度都更快，但液压传动也存在一些不足，即液压元件及设备容易发生内部泄漏、对液压油的清洁以及维护人员有着较高的要求等。

2 翻车机液压系统原理分析

液压系统对于确保敞车安全行驶且不脱轨至关重要，一旦发生故障，将会造成极其严重的后果，因此，其可靠性在翻车机系统中占据着极其关键的地位。液压系统包括靠车板系统和压车系统。在这些系统的合理运行下，翻车机在翻转过程中的安全可以得到保障，也可杜绝脱轨等问题。

2.1 靠车板系统原理分析

靠车梁安装了液压可动靠车板。每块靠车板都由4个油缸水平推出，并采用同步马达来控制。这样就能保证油缸同时推动靠车板前进，从而提高可靠性和稳定性。为了确保车辆在翻卸过程中的安全，油缸的进出口处安装了液压锁，以防止软管或管路断裂，并将油缸锁定在原位，从而防止活塞杆下滑导致脱轨或掉道事故。这样即使一个油缸出现故障，其他油缸也能够支撑住正在翻卸的车辆，从而确保车辆的安全。一般来说，当线圈接上电源，高压油经过换向阀、单向节流阀、减压阀等设备，经过同步马达和液压锁的控制，最终进入油缸的无杆腔，从而使油缸能够向前移动。一旦油缸移动到指定的位置，传感器就会发出信号，使电磁换向阀的线圈断开，液压锁也随之关闭。当线圈接通电源，高压油经过换向阀、单向节流阀、液压锁，最终进入油缸的杆腔，使油缸能够收缩。然而，一旦传感器断电，证明油缸缩回到位，同时也会使电磁换向阀的线圈断电，油缸停止运转。所以，线圈的接通与断电是影响液压锁开启与关闭的重要因素。

2.2 压车系统原理分析

每台车上都配备了多组液压支撑架，其油缸可以单独运行，即使一组支撑架出现故障或者遇到冻车情况，其他支撑架也能正常运行。支撑架上还配备了一个液压锁定装置，其能够吸收车辆在卸载过程中产生的弹性力，并通过液压补偿来实现这一功能。当重型货车开始运动时，翻车机必须将其固定在压车梁上。当所有的线圈都连接电源后，一部分高压油通过减压阀和插头阀流到b腔，另一部分则通过平衡阀的单向阀直接进入a腔，使活塞朝下移动。而没有杆腔的c则通过节流阀和插头阀流回油箱。当重物被压缩至最小位置时，传感器会发出警报，导致线圈断电，并使用减压阀和插装阀来阻断管道，从而使b腔得以维持压力。此时，重物会被压缩，而翻车机会开始运行。在运行过程中，只要达到预期的旋转角度，如1500，就能将车厢中的煤完全卸除。在处理潮湿的煤炭和冻结的煤炭，并进行维护和检查时，翻车机能够旋转至1750。

比如，根据75t的平均载重量和列车的重量，计算出的总荷载应该不低于130t，因此，受压缩列车的转向架弹簧必须承受130t的重力，而当翻车机翻转的角度越来越大时，重车施加的压力也会逐渐减弱，此外，由于列车中的煤炭不断被卸出，弹簧也会释放其所储存的弹性势能，这些势能最终会通过列车施加在压车梁上。当杆腔内的压力超过6MPa时，液压缸a腔的液压油会从平衡阀溢出，使得压车梁受到推动，而列车则会受到弹簧的拉力，从而不断前进，最终达到一个新的平衡状态。当弹簧的压缩量降低时，弹性势能也会随之降低，这将导致弹簧与压车梁施加的力量也会有所下降。为了维持这种情况，线圈将保持通电，而且插装阀将被打开，在此背景下，由于压车梁向上运动，c腔内将产生一定的负压，c腔将通过回油管路吸入适当的油液，以实现压力的补偿。当翻车机卸载完煤炭后，它会接通电源，并且会打开插装阀，至于高压油就会通过插装减压阀和插装阀，进入油缸的c腔。b腔的油液也会通过插装阀流回c腔，从而形成一个差动回路，使得压车梁能够迅速向上移动，这在很大程度上都提升了工作的质量和效率。在压车梁安装妥当后，传感器会发出警报，线圈断开，这样翻车机便完成了一周期的运行动作。

3 翻车机液压系统的故障种类

3.1 翻车机液压系统的压力发生异常

液压系统的压力异常可能表现为多种原因，包括压力传感器的故障、液压元件和管道的泄漏、叶片泵的温度和振动异常、溢流阀的堵塞、吸油不畅、液压油的混入水和黏度的降低。这些问题都可能对翻车机的性能造成影响，因此必须采取有效的措施来解决。因此，在日常工作中，工作人员必须特别注意这个问题。

3.2 执行油缸不运作或稳定性不佳

由于多种因素的影响，液压缸在工作过程中容易出现限位失灵、信号输出不正常以及电磁换向阀卡死等问题。此外，液压缸的泄漏是一种常见的故障，它可能是由于缸杆磨损、机械划伤或者密封圈损坏等原因造成，这些问题可能会影响液压缸的正常运行，从而导致液压缸的故障。因此，在液压缸的使用过程中，应该加强对密封圈的检查，以确保液压缸的正常运行。通常，内泄是由于活塞上的密封圈受损导致，而判断这种情况的方法是：当油缸被压缩静止一段时间后，如果缸杆出现收缩，就可以确认油缸内部有泄漏，而且在发生泄漏后，液压缸会出现爬行的现象。此外，如果液压锁密封不严，也会导致执行油缸到位后，缸杆出现回缩现象。

3.3 液压系统存在噪声

首先，由于管道的细长和弯曲，在更换液体的过程中，就可能导致管道的振动。同时，由于电机和泵的安装方式不一致，也可能导致系统的振动，从而产生噪声。其次，液压泵的运行也可能导致噪音的产生。当吸油管道没有被正确拧紧时，液压泵所吸取的油液中将含有大量的空气，这将对液压系统造成严重的损坏，包括气蚀、噪音、容积效率降低以及空吸现象。再者，液压阀体还可能出现噪音问题，这是由于液压系统的换向操作可能带来的冲击，从而使得液压系统的管路发出振动。最后，溢流阀的阻尼孔堵塞或者油液发生变质都可能造成较大的噪音。

4 翻车机液压系统的故障处理

4.1 翻车机液压系统压力异常的处理对策

在遇到压力传感器故障时，首先，在人机界面上显示压力异常报警。这时，工作人员可以检查压力传感器，确定其是否受损。如果压力传感器受损，会发出报警信号，工作人员需要及时更换。同时，工作人员还需检查液压元件和管道，确保它们没有泄漏。如果液压泵的油位太低，导致其无法正常运行，那么，工作人员需要立即更换管道和管道连接处的密封圈。为了保证叶片泵的安全运行，工作人员应该在第一时间对其进行全面的温度、振动、噪声等检测，以确保其能够正常运行。另外，由于翻车机的工作环境恶劣，再加上维修过程中管路清洁不当，液压系统容易混入杂质，导致油液污染，而叶片泵对油液的要求比较严格，因此，应该及时采取有效的措施，以防止出现研泵的情况，并保证叶片泵的安全运行。如果出现这一问题，液压泵的工作会受到阻碍，还会造成泵的机械损伤，在此背景下，工作人员需要及时更换液压泵。当溢流阀发生堵塞情况，其压力可能发生异常，表现为调节调压手柄时压力不变，或者系统压力持续上升。对此，工作人员应立即拆卸溢流阀做好全面的检查，以确保它的正常运行。如果是因为阻尼孔被杂物堵塞导致，则应将溢流阀放入柴油中清洗，再用高压风吹干净。如果检测到主阀弹簧断裂或电磁阀出现故障，应立即更换溢流阀，以确保液压系统的稳定性和可靠性。另外，一方面，由于泵的吸油口过滤器长期未经处理，可能会造成堵塞，这也严重影响着液压泵的正常运行。因此，工作人员应该定期进行清洁和更换过滤器的滤芯。另一方面，当液压油中含有杂质时，应该及时更换，以免损坏液压系统的各个组件。同时，还应该检查液压油是否出现变稠情况，如果发生了这种问题，则应该采取措施，比如，更换低牌号的液压油，并且给管道加上电伴热，从而有效地解决问题。

4.2 执行油缸不运作的处理对策

执行油缸工作期间，如果无法获得信号，工作人员必须检查油缸的安装情况，查看其有无异常。如果限位器的位置发生了变化，甚至发生了故障，那么，就必须重新设定限制器的位置，并且更换新的接近开关。另外，电磁换向阀也可能发生故障，因此，必要情况下，工作人员需要拆卸阀门，并对其进行彻底的清洁，也可更换新的液压阀。当液压缸出现故障时，工作人员应立即采取行动，确保其稳定、安全。如果出现了外泄情况，可以更换密封圈；如果是内泄，则需要更换活塞的密封圈，或者使用全新的液压缸。至于液压锁存在的密封性不佳的问题，工作人员可以直接更换液压锁，以确保执行油缸能够顺利、稳定地运行。

4.3 液压系统噪声故障的处理对策

当机械系统发生振动或噪音时，工作人员应该立即拆除油管，并安装支撑管卡。此外，由于电机和泵的安装位置存在偏差，工作人员应该通过调节它们的同轴度来确保二者处于一个适当的位置。为了解决液压泵噪音问题，工作人员可以使用烟熏的方式来检测管道中的每个连接点。如果连接点出现了吸气的情况，就表明存在空气泄漏，因此，需要更换连接点的密封圈。对于液压阀门的噪音问题，工作人员可以考虑增加蓄能器，这样可以减少液压冲击，并且还可以安排循环过滤系统，从而防止溢流阀的阻尼孔堵塞，也可确保油液的清洁。

5 结语

总而言之，货运装卸工作中，翻车机发挥着重要作用，通过固定并翻转敞车可以将车内的货物全部卸出。而在翻车机卸货期间，液压系统十分关键，翻车机通常是利用液压系统进行作业，然而，该系统运行过程中极易出现故障，极大程度影响了后续工作的开展。对此，工作人员应结合翻车机液压系统的实际情况与故障类型，合理采用处理方法，这不仅能提高翻车机液压系统的安全性、可靠性，还能确保翻车机正常、有序地运作。