黃驊港雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)原理及故障分析

郗洪濤，周祥，李彥彬

（神華黃驊港務(wù)公司，河北 滄州 061113）

0 引 言

神華黃驊港一期工程翻車(chē)機(jī)房原有定位車(chē)為單臂型，即只有一個(gè)俯仰臂機(jī)構(gòu)，在翻卸C64 和C70 車(chē)型時(shí)必須進(jìn)行人工摘鉤作業(yè)。若將其改造成雙臂定位車(chē)后，翻卸C70 車(chē)型時(shí)可以不摘鉤，大大提高了翻卸效率，且兼顧C(jī)64 摘鉤作業(yè)，這是由于雙臂定位車(chē)不單有俯仰臂機(jī)構(gòu)，還增加了伸縮臂機(jī)構(gòu)。雙臂定位車(chē)的液壓系理與原有單臂定位車(chē)的液壓系統(tǒng)相比較為復(fù)雜，因?yàn)槠湓黾恿松炜s臂的動(dòng)作回路。為此，對(duì)雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)各個(gè)執(zhí)行動(dòng)作回路的原理進(jìn)行分析，對(duì)雙臂定位車(chē)常見(jiàn)故障的原因進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的排除方法。

1 雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)組成

如圖1 所示雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)的組成包括［1］：動(dòng)力元件（雙聯(lián)葉片泵）、執(zhí)行元件（提銷(xiāo)油缸、俯仰油缸、伸縮油缸）、控制元件（電磁換向閥、單向閥、減壓閥、溢流閥等）、輔助元（油箱、過(guò)濾器、液壓硬管、密封膠圈、轉(zhuǎn)換接頭、液壓膠管、測(cè)壓接頭、壓力表、油位計(jì)等）。

2 雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件動(dòng)作原理分析

雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作包括：解除制動(dòng)、后鉤提銷(xiāo)缸的提落、前鉤提銷(xiāo)缸的提落、伸縮擺動(dòng)油缸的升降、俯仰擺動(dòng)油缸的升降。通過(guò)圖1 液壓原理可知解除制動(dòng)和前后提銷(xiāo)油缸的動(dòng)力源為小泵、伸縮擺動(dòng)油缸和俯仰擺動(dòng)油缸的動(dòng)力源為大泵。下面分析圖1 如何通過(guò)液壓閥的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)每一個(gè)動(dòng)作。

圖1 雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)原理圖

1）解除制動(dòng)。電機(jī)M1 啟動(dòng)，雙聯(lián)葉片泵小泵開(kāi)始輸出油液，油液從小泵出口經(jīng)單向閥40 到減壓閥36.3，此時(shí)電磁換向閥35 線圈YH2 得電，電磁換向閥閥芯處于左位，P 口和B 口接通，油液經(jīng)疊加式單向節(jié)流閥27.3 進(jìn)入制動(dòng)器無(wú)桿腔，推動(dòng)缸桿運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)器彈簧被壓縮，此時(shí)制動(dòng)器打開(kāi)，制動(dòng)解除。相反，當(dāng)線圈YH2 不得電，電磁換向閥閥芯處于右位，P 口和A 口連通，油液不能進(jìn)入制動(dòng)油缸，此時(shí)靠制動(dòng)油缸內(nèi)部的彈簧的壓力，制動(dòng)器關(guān)閉，處于制動(dòng)狀態(tài)。

2）后鉤提銷(xiāo)缸的提落。電機(jī)M1 啟動(dòng)，雙聯(lián)葉片泵小泵開(kāi)始輸出油液，油液從小泵出口經(jīng)單向閥40 到減壓閥36.1，當(dāng)電磁換向閥26.1 線圈YH3 得電，電磁換向閥26.1 閥芯處于左位，P 口和B 口連通，油液經(jīng)過(guò)疊加式單向節(jié)流閥27.1 進(jìn)入提銷(xiāo)缸無(wú)桿腔，推動(dòng)缸桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)提銷(xiāo)摘鉤，當(dāng)電磁換向閥線圈YH4 得電，電磁換向閥26.1 閥芯處于右位，P 口和A 口連通，油液經(jīng)過(guò)疊加式單向節(jié)流閥27.1 進(jìn)入提銷(xiāo)缸有桿腔，推動(dòng)缸桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)落銷(xiāo)連掛。

3）前鉤提銷(xiāo)缸的提落。因?yàn)榍般^提銷(xiāo)缸動(dòng)作回路原理和后鉤提銷(xiāo)缸的相同，所以在此不再贅述。

4）伸縮擺動(dòng)油缸的升降。首先分析電磁換向閥20 的功能。電磁換向閥20 線圈YH1 不得電，閥芯處于右位，P口和T 口連通，油液直接回油箱即起到卸荷的作用。此時(shí)電磁換向閥28.1 處于中位，其P 口不同，油液返回油箱，伸縮擺動(dòng)油缸不動(dòng)作。當(dāng)線圈YH1 得電時(shí)，閥芯處于左位，P 口和B 口連通，油路不通，此時(shí)電磁換向閥28.1 線圈YH7 得電，閥芯處于左位，P 口和B 口連通，油液經(jīng)過(guò)液控單向閥29.1 和疊加式單向節(jié)流閥30.1 進(jìn)入擺動(dòng)油缸右腔推動(dòng)齒條杠桿向左運(yùn)動(dòng)，另一側(cè)的油液被壓出經(jīng)溢流閥31.1、疊加式單向節(jié)流閥30.1 和液控單向閥29.1，再由A 口到T 口，然后回到油箱，完成伸縮擺動(dòng)油缸的下降動(dòng)作。相反當(dāng)電磁換向閥28.1 線圈YH8 得電，閥芯處于右位，P 口和A 口連通，油液經(jīng)過(guò)液控單向閥29.1 和疊加式單向節(jié)流閥30.1 進(jìn)入擺動(dòng)油缸左腔推動(dòng)齒條杠桿向右運(yùn)動(dòng)，另一側(cè)的油液被壓出經(jīng)溢流閥31.1、疊加式單向節(jié)流閥30.1 和液控單向閥29.1，再由B 口到T 口，然后回到油箱，完成伸縮擺動(dòng)油缸的上升動(dòng)作。此過(guò)程中溢流閥壓力設(shè)定為160 MPa。

5）俯仰擺動(dòng)油缸的升降。因?yàn)楦┭鰯[動(dòng)油缸動(dòng)作回路原理和伸縮擺動(dòng)油缸的相同，在此不贅述。

經(jīng)過(guò)以上對(duì)雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)各種動(dòng)作回路的分析，可以得出表1 主要?jiǎng)幼鞯目刂圃怼?/p>

3 定位車(chē)常見(jiàn)故障分析

3.1 定位車(chē)液壓系統(tǒng)供油故障

當(dāng)定位車(chē)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)不能供油故障時(shí)，根據(jù)對(duì)雙臂定位車(chē)液壓原理分析其可能的原因?yàn)椋?）定位車(chē)液壓站油箱油量不足?？赡苁怯拖湫孤┗蛘吖苈芳敖宇^漏油，此時(shí)可以查找漏油點(diǎn)，補(bǔ)足液壓油。2）液壓管路由于存在異物造成流通不暢。可以清洗液壓管路，清除液壓管路內(nèi)的異物。3）液壓油黏度增大。高黏度液壓油會(huì)使油泵的容積效率降低，從而導(dǎo)致泵供油不足，這時(shí)應(yīng)更換黏度低液壓油。4）液壓泵損壞。液壓泵損壞一般伴有異響，如果有異響可能是由于葉片泵內(nèi)部損壞。5）液壓泵電機(jī)正常，而液壓泵沒(méi)有正常工作，也可能造成系統(tǒng)沒(méi)有壓力，可能是由于液壓泵和電機(jī)之間的聯(lián)軸節(jié)損壞，電機(jī)的動(dòng)力不能傳遞給液壓泵。

表1 主要?jiǎng)幼鞯目刂圃?/p>

3．2 動(dòng)作回路沒(méi)有壓力，造成油缸不動(dòng)作

當(dāng)定位車(chē)泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但是某個(gè)動(dòng)作回路沒(méi)有壓力，常見(jiàn)原因：1）系統(tǒng)回路中的溢流閥損壞，或者設(shè)定壓力不正確，造成系統(tǒng)回路壓力不足溢流閥打開(kāi)，檢查溢流閥是否損壞進(jìn)行更換，或者重新設(shè)定溢流閥的開(kāi)啟壓力。2）由于油液污染存在雜質(zhì)，控制動(dòng)作的換向閥閥芯卡住不能正常打開(kāi)，應(yīng)拆開(kāi)并清洗。3）檢查回路中每個(gè)電磁換向閥線圈是否正常，以免因故障造成換向閥不能使用。

3．3 液壓油缸動(dòng)作不穩(wěn)定

當(dāng)定位車(chē)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)液壓油缸動(dòng)作不穩(wěn)定時(shí)，表現(xiàn)為液壓缸不動(dòng)作、動(dòng)作緩慢、爬行等現(xiàn)象。常見(jiàn)原因：1）液壓缸存在泄漏，可能是液壓缸的密封圈損壞，應(yīng)更換密封圈。2）液壓系統(tǒng)密封不好進(jìn)入了空氣，應(yīng)檢查系統(tǒng)密封裝置；或者是油箱油位過(guò)低造成泵吸空，需要補(bǔ)足液壓油。3）檢查動(dòng)作回路中溢流閥和手動(dòng)節(jié)流閥設(shè)定值是否正確，如果設(shè)定值不正確應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3．4 系統(tǒng)泄漏

泄漏是定位車(chē)液壓系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障，常見(jiàn)原因：1）液壓管路泄漏主要有接頭損壞、油管爆裂兩種情況。2）液壓閥泄漏主要是由于液壓閥的加工質(zhì)量問(wèn)題，如閥的表面幾何精度不夠，閥的同心度不夠，再就是閥由于長(zhǎng)期磨損或者密封圈老化造成泄漏。3）液壓缸的泄漏。缸的泄漏分為內(nèi)泄和外泄兩種情況，外泄漏可以直觀地檢查出來(lái)。內(nèi)泄漏一般由于缸桿磨損或者缸內(nèi)密封圈損壞造成，發(fā)生內(nèi)泄后往往會(huì)出現(xiàn)液壓缸爬行現(xiàn)象，發(fā)生內(nèi)泄的液壓缸要進(jìn)行更換密封或者更換新的液壓缸。

3．5 系統(tǒng)過(guò)熱

當(dāng)定位車(chē)液壓系統(tǒng)過(guò)熱時(shí)，常見(jiàn)原因：1）冷卻器故障，冷卻風(fēng)機(jī)不能正常工作，造成液壓站油溫高，在這冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤使得風(fēng)機(jī)冷卻效果不佳，造成液壓站油溫高，風(fēng)機(jī)的正確工作狀態(tài)是風(fēng)機(jī)往液壓站內(nèi)吸風(fēng)。2）液壓油黏度過(guò)大，造成系統(tǒng)油溫過(guò)高，更換黏度合適的液壓油。3）液壓管路和液壓閥堵塞，造成系統(tǒng)油溫過(guò)高，需要清洗管路和液壓閥。

3．6 液壓系統(tǒng)噪聲

定位車(chē)液壓系統(tǒng)發(fā)生噪聲故障的常見(jiàn)原因：1）機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)，可能是電機(jī)、泵安裝不同心造成系統(tǒng)振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲，要調(diào)整泵和電機(jī)的同軸度到達(dá)安裝要求［2］。2）液壓泵的流體噪聲主要是由泵的壓力、流量的周期性變化造成的，這種噪聲產(chǎn)生的振動(dòng)是無(wú)法消除的，但是可以通過(guò)增設(shè)軟管和使用彈性聯(lián)軸節(jié)來(lái)減少系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)原理的分析，并對(duì)雙臂定位車(chē)液壓系統(tǒng)各個(gè)執(zhí)行動(dòng)作回路的原理進(jìn)行了系統(tǒng)分析，得出了每個(gè)執(zhí)行動(dòng)作中回路中液壓閥的控制情況。并對(duì)雙臂定位車(chē)常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的解決方法，為以后快速排除液壓系統(tǒng)故障，使生產(chǎn)正常運(yùn)行提供了保障。

［1］ 盧長(zhǎng)耿，李金良．液壓控制系統(tǒng)的分析于設(shè)計(jì)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1991：40－45．

［2］ 相鑫海，楊峰，李云濤，等．工程機(jī)械液壓故障分析探討［J］.機(jī)械，2010，37（7）：78－80.

（編輯 黃 荻）