礦區在用40噸框架式支架搬運車液壓系統設計不足產生故障的原因及解決方法

摘 要：神南公司在用40噸框架式支架搬運車在使用過程中輪馬達損壞原因及解決方法，40噸框架式支架搬運車輪馬達損壞給公司帶來巨大經濟損失，同時國內還不具備修理輪馬達的條件，根據圖紙分析該液壓系統在計時存在不足，為了解決輪馬達損壞的問題在控制換向回路增加一個液控先導閥就可解決輪馬達損壞的問題。

關鍵詞：搬運車；液壓系統；故障

1 40噸框架式支架搬運車液壓系統工作原

1.1 主油泵工作原理

工作時首先起動發動機，發動機驅動二臺雙向變量泵，同時驅動一臺單向變量泵，油泵開使供油，（該系統所有油泵排量的大小取決于負載的大小）這時將停車氣動控制閥（PARK BRAK）紅色手柄拉出，使氣路接通，氣動二位四通先導閥（14/4）的閥芯向下移動P與B油口聯通，將控制油供給差速閥（7/2）和手動換向閥（4/1），同時與制動踏板閥油路聯通，輪馬達的制動油缸在壓力油的作用下克服彈簧作用力使制動活塞向前移動，解除制動。

操作手動換向閥（4/1），這時控制油由P口經1口（88號油管有控制油）將雙向變量泵的變量活塞向右移動，輪馬達逆時針旋轉，如果控制油由P口經2口（87號油管）雙向變量泵的變量活塞向左移動，輪馬達順時針旋轉。40噸支架搬運車的液壓系統是閉式系統在工作時馬達、油泵、控制閥有潤滑性卸漏，同時系統還需冷熱油交換，因此二臺主泵各配有補油泵一臺，這樣系外的冷油補到閉式系統內，進行冷熱油交換，降低液壓系統液壓油的溫度。另外系統還配有一臺輔助泵用于車輛轉向系統及提升夾及緊支架。

1.2 提升液壓支架時的工作原理支架

操作二位四通Y型手動換向閥，使二位四通Y型手動換向閥的閥芯向后移動，這時壓力油進入提升油缸無桿腔進油口處的136號油管將控制油經17號二位三通氣動先導閥，將先導閥的閥芯向左移動這時1口與2口接通，壓縮空氣經1口與2口將梭閥的閥芯向左移動，壓縮空氣到達140/1二輪四輪氣控先導閥（二位三通氣控先導閥），二位三通氣控先導閥的閥芯向下移動，這時2與3聯通。壓力油經11號接口通時液壓油管將控制油接入拖車多路聯接板8號油口，經M8測點分為二路，一路從多路板的30號油口，經右則（72）號液壓油管、另一路從多路板的47號油口經左則72號油管，分別同時到達Freewheel valve自由輪換向閥，經過G油口進入然后到達先導閥，使閥芯向上移動，實現四輪驅動。

2WD二輪驅動每小時24kph時工作原理，當操作氣動系統38/2（FRONT DISPLACEMENT SELECTOR）前輪二輪驅動高速時，壓縮空氣經二位三通手動換向閥，由C口到達MOTOR DISSPLACENET切換閥14/2氣動二位三通先導閥，由出口10經前輪號109油管進入多路板7號油口從31號油口經54號油管，使配油軸套向下移動，這時前輪馬達為單排柱塞工作，由于油泵的排量最大時每分鐘為299Lpm由于是單排柱塞工作，這時的速度為每小時24kph（2WD二輪驅動時）。

4WD四輪驅動每小時12 kph時工作原理，當操4/1和4/2手動換向閥向前時，馬達B口排油經62號油管過多路聯接板11號接口分別從24、25接口經46、47、號油管到達前后輪馬達，由于46號油路在視圖中是不通狀態，從而47號油管經配油軸R口進入前輪馬達的雙排柱塞，這時的速度為每小時12 kph。

4WD 四輪驅動每小時8 kph時工作原理，當操4/1和4/2手動換向閥向前時，馬達B口排油經62號油管過多路聯接板11號接口分別從24、25接口經46、47、號油管到達前后輪馬達，從而47號油管經配油軸R口進入前輪馬達的雙排柱塞，同時操作REARDISPLACEMENT（后邊的輪馬達工作狀態選擇閥38/1，壓縮壓氣經二位三通換向閥1與2聯通，由D口到達14/1二位四通氣動先導閥，2與3聯通，經11號油口， 98號油管經多路板8號進入從30號口出來經72號油管到達31號THROTT PEDAL ASSEMBLY換向閥，從G口進入使換向閥的閥芯向上移動，這時PAR與AR聯通，由于14/1接通使配油軸向下移動從R到CCW，由于Y型配油軸這時為直線，后邊左2、右2、輪馬達和前邊左1、右1、輪馬達工作狀態分別為單排柱塞工作，因此這時的速度為每小時8kph。

4WD 四輪驅動每小時6 kph時工作原理，將氣動系統38/1、38/2二位三通手動換向閥處于視圖狀態，那么液壓系統中的14/1、14/2二位三通氣動先導閥的閥芯向上移動，通路形式分別為1與2接通，這樣左前1號、右前1號輪馬達是目前視圖狀態，即此時為雙排柱塞工作。

同時操作氣動系統38/3二位三通手動換向閥，這時手動換向閥的閥芯向左移動1與2聯通，壓縮空氣將梭閥的閥芯向右移動，使140/1二位四通氣動先導閥的閥芯向下移動，這時氣動先導閥的2與3聯通，控制油經11號出口、98號油管、多路板8號入口、30號出口，經72號油管到31/1換向閥，由G口進入將液控先導閥的閥芯向上移動，PAR與AR聯通，壓力油經配油軸R口進入，實現后輪馬達雙排柱塞工作，這時的行駛速度為每小時6 kph。

1.3 制動系統工作原理

在準備行車時將氣動系統紅色（PARK BRAKE）停車制動器的閥芯向上移動，壓縮空氣經A口到達14/4號氣動二位四通先導閥的閥芯向下移動，這時P、B聯通，控制液由15號油口經84號油管，到腳踏板制閥，根據視圖狀態目前屬于制動解除狀態。

當車輛行駛時遇到緊急情況時，司機可將紅色（PARK BRAKE）手柄按下，這時由于14/4的氣原被切斷，14/4氣動二位四通先導閥的閥芯在彈簧力的作用下，使14/4氣動二位四通先導閥的閥芯向上移動，B與T聯通，輪馬達制動活塞受蝶形彈簧的作用力，使制動磨擦片的內片與外片緊密接觸發生磨擦力，使輪馬達停止工作，因此達到制動的目的。

當行車時需要臨時性或短暫停車，司機需用腳踏板控制來完成制動，將9號腳踏板制動板踩下，制動閥的閥芯向上移動，進油P口與A口斷開，輪馬達制動活塞受蝶形彈簧的作用力，使制動磨擦片的內片與外片緊密接觸發生磨擦力，使輪馬達停止工作，因此達到制動的目的。

2 設計不足產生故障的原因

由于工人操作行車時，有時遇到緊急情況，用腳踏板剎車制動，而此時未將4/1手動換向閥的操作手柄放到中立位置，因此雙向變量泵的變量控制油缸仍然處于推動雙向變量泵的變量機構在工作狀態，這時流量壓力都處于大流量高壓，經過分析輪馬達這時同時受到了二個作用力，一個是壓力油進入四個輪馬達的柱塞工作腔，使用權輪馬達處于工作狀態，而另一個作用力是來自解除馬達制動油缸的控制油，這時由于制動彈簧的作用，使制動磨擦片處于工作狀態，一側是輪馬達的扭轉力，一側是制動磨擦片的制動力，因此造成輪馬達的嚴重損壞，嚴重時輪馬達報廢無修理價值，直接經濟損失高達（輪馬達價格為32萬元）加上人工、材料等費用約為40萬元。

3 解決的方法

在腳踏板剎車制動板的地方增加一個二位二通閥，當工人用腳踏板剎車制動時二位二通閥的閥芯向下移動（見增加二位二通閥后的圖紙）。

原理從斜盤雙向變量柱塞泵換向閥處接控制油到增加的二位二通閥，由于采用腳踏板剎車制動，這時二位二通閥的閥芯向下移動，1與2聯通，控制雙向變量泵換向閥的控制液經2號油口回油箱，此時斜盤雙向變量柱塞泵處于非工作狀態，雙向變量泵的擺角為0度，斜盤雙向變量柱塞泵不排油，此時輪馬達只受到來自制動彈簧的作用力，因此不會造成輪馬達的損壞。因而減少或降低了由于輪馬達的損壞造成的經濟損失。

4 結束語

隨著公司框架式支架搬運車的逐年增加，對以后新進口的框架式支架搬運車要求外方在這方面進行改造，同時對公司現有的框架式支架搬運車在技術上進行改造，是可以避免輪馬達的損壞，減少經濟損失約為30萬元人民幣（每個輪馬達），間接經濟損失（人工費用、材料費）。

根據現有工資水平及材料費約2萬元，因此根據我多年對這種車型的工作經驗，會起到一定的作用，不足之處請各位老師和專家指正。

5 液壓系統相關技術參數表入氣動系液壓系統表（見表1）。