QS650清篩機液壓挖掘系統(tǒng)常見故障分析

(中國神華軌道機械化維護分公司肅寧工務機械段， 河北 滄州　062350)

引言

液壓技術(shù)是工程機械的核心技術(shù)之一，在工作裝置、走行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)都有著廣泛的應用[1]。液壓傳動相比機械傳動有以下優(yōu)點，能吸收沖擊和振動，帶載荷啟動容易，能實現(xiàn)自動變速和無級變速，能提高傳動裝置的動力性能。但是液壓系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)復雜且精密度高的機、電、液綜合系統(tǒng)，難免發(fā)生故障。液壓故障因故障點隱蔽、因果關(guān)系復雜、易受隨機性因素影響、失效分布較分散，故障診斷與維修難度大，故障排除是維修過程中重要的一環(huán)[2]。近年來，基于人工智能的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)日益獲得重視和發(fā)展，液壓系統(tǒng)故障診斷智能診斷技術(shù)成為液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢，并帶來了巨大的經(jīng)濟效益[1,3]。

清篩機是大型養(yǎng)路機械中重要的車型之一，液壓挖掘系統(tǒng)是QS650清篩機重要的作業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要驅(qū)動一個鏈輪帶動挖掘鏈轉(zhuǎn)動，挖掘鏈的扒板、扒指將石砟從軌枕下道床上挖出石砟輸送到振動篩，經(jīng)過篩分分別將石砟回填到道床、將污土拋到路基下面或拋到物料車上進行集中處理。它的性能的好壞直接決定著清篩機的作業(yè)效率。在大型養(yǎng)路機械目前還沒廣泛推廣智能狀態(tài)檢測機故障診斷的情況下，了解其原理、掌握其常見故障顯得非常重要。

1　工作原理

圖1為QS650清篩機液壓挖掘系統(tǒng)原理示意圖。控制泵3的壓力油一路經(jīng)過手動換向閥6控制液動換向閥7，當手動換向閥右移，控制泵壓力油進入液動換向閥7的右側(cè)，液動換向閥7左移，主泵1的壓力油則通過液動換向閥7到達雙向變量馬達8上方，雙向變量馬達8正轉(zhuǎn)，反之，雙向變量馬達8則反轉(zhuǎn)。控制泵的第二路則到達電磁換向閥5，通過電磁換向閥5的通斷電控制輔助變量泵2的流量改變。控制泵的第三路到達轉(zhuǎn)閥10，通過轉(zhuǎn)閥的接通或斷開油路控制雙向變量馬達8的流量改變。

1.主泵　2.輔助變量泵　3.控制泵　4.溢流閥　5.電磁換向閥　6.手動換向閥　7.液動換向閥　8.雙向變量馬達　9.過濾器　10.轉(zhuǎn)閥　11.單向閥圖1　QS650清篩機液壓挖掘系統(tǒng)原理圖

通過控制輔助變量泵2的流量和雙向變量馬達8的流量改變，雙向變量馬達8可獲得不同的轉(zhuǎn)速，該挖掘系統(tǒng)根據(jù)馬達轉(zhuǎn)速有四擋：當電磁換向閥5斷電，系統(tǒng)主要靠主泵1供油，轉(zhuǎn)閥10在斷開位，雙向變量馬達8排量最大，此時馬達獲得最低轉(zhuǎn)速，為1擋；當電磁換向閥5斷電，系統(tǒng)主要靠主泵1供油，轉(zhuǎn)閥10在接通位，雙向變量馬達8排量最小，此時馬達轉(zhuǎn)速提高，為2擋；當電磁換向閥5通電，系統(tǒng)主要靠主泵1和輔助變量泵2供油，轉(zhuǎn)閥10在斷開位，雙向變量馬達8排量最大，但此時由于兩個泵同時供油，馬達獲得了更多的流量，轉(zhuǎn)速又得到提高，為3擋；當電磁換向閥5通電，系統(tǒng)主要靠主泵1和輔助變量泵2供油，轉(zhuǎn)閥10在接通位，雙向變量馬達8排量最小，此時馬達轉(zhuǎn)速最高，為4擋[4]。

2　常見故障分析

2.1　挖掘馬達故障

挖掘馬達是挖掘系統(tǒng)的核心部件，主要承擔帶動鏈輪及挖掘鏈，達到挖掘道砟的目的。某清篩機在作業(yè)的時候，挖掘鏈振動加大，轉(zhuǎn)速逐漸減慢，過濾器9對應的指示燈亮，于是停車檢查，發(fā)現(xiàn)過濾器內(nèi)鐵屑明顯增多，并伴有小鐵塊出現(xiàn)。于是停止作業(yè)，返回駐地后對液壓馬達進行檢查，發(fā)現(xiàn)一柱塞活塞環(huán)斷裂，導致活塞與缸套造成磨損。經(jīng)過專業(yè)廠家維修，更換了磨損的柱塞和缸套，安裝后，設(shè)備恢復正常。

該馬達是雙向變量柱塞馬達，在它的卸油回路上安裝有一個過濾器9，該過濾器帶有壓力開關(guān)，當濾芯前后壓力差達到一定數(shù)值時，該開關(guān)就會閉合，造成操作室相應指示燈亮。挖掘馬達卸油回路過濾器指示燈亮時，主要有兩種可能，一是過濾器堵塞，使過濾器前后壓力差升高，造成指示燈亮；二是說明馬達內(nèi)卸較為嚴重，當內(nèi)卸達到一定程度時，通過馬達卸油油路過濾器的流量增大，同樣會造成濾清器前后壓力差升高，造成指示燈亮。一般當柱塞馬達的內(nèi)卸達到馬達流量的1/10時，就應該進行維修。

液壓馬達損壞的原因主要有：一是自然磨損，是機械運動及油液中的化學物質(zhì)與金屬的化學反應等長期作用造成的，這種磨損無法避免，但通過精心保養(yǎng)維護和正確使用，可以減慢磨損速度，延長磨損的周期；二是磨粒磨損，主要是油液中的各種雜質(zhì)導致的，通過液壓油的定期檢測，及時過濾和更換可以減少這種磨損；三是氣蝕，主要是由于液壓油中混入一定的空氣，這些空氣在液壓油路中被壓縮后從高壓區(qū)到低壓區(qū)急劇釋放，形成高溫和高酸，在液壓元件表面形成高壓到低壓方向的扇形痕跡，這種損壞主要通過杜絕液壓系統(tǒng)空氣的混入避免[5]。

2.2　溢流閥故障

1) 主泵溢流閥故障

主泵溢流閥4/1調(diào)定壓力為35 MPa，輔助變量泵參與作業(yè)時，同時使用這一個溢流閥。當挖掘鏈遇到阻力停止轉(zhuǎn)動時，該溢流閥溢流，防止壓力過高造成機械損壞。當該溢流閥失效時，挖掘系統(tǒng)無壓力，造成設(shè)備故障，影響施工生產(chǎn)。某清篩機在施工過程中，挖掘鏈突然停止轉(zhuǎn)動，推動手動換向閥6，系統(tǒng)無壓力，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)該溢流閥的先導閥阻尼孔被堵死，經(jīng)疏通處理，安裝后設(shè)備恢復正常。

2) 控制泵溢流閥故障

控制泵溢流閥4/2調(diào)定壓力為6 MPa，當該閥失效或不準時，會造成受控閥件不能到位，造成整個液壓系統(tǒng)失控。處理該問題的主要方法是及時處理該溢流閥或更換，保證液壓系統(tǒng)的正常。

溢流閥主要失效原因：① 由于大塊異物卡住閥芯，使閥芯不能復位，造成液壓系統(tǒng)卸荷； ② 液壓油中的細小氧化顆粒堵塞溢流閥的阻尼孔，造成溢流閥卸荷。處理該問題的主要辦法就是清洗溢流閥、更換液壓油、清洗油箱或?qū)σ簤河瓦M行過濾； ③ 主閥芯上有毛刺導致閥芯卡滯。可以用尼龍刷對主閥芯、閥體沉割槽尖棱邊上的毛刺進行清除； ④ 先導閥錐與閥座小孔密合處產(chǎn)生磨損，此種情況需要更換或研磨修復閥座和先導閥錐，使之密合； ⑤ 先導閥遙控口油堵松動漏油，此時應對遙控口油堵上緊并做密封處理[5]。

2.3　電磁換向閥故障

電磁換向閥5是用來控制輔助變量泵2的流量，當其失效時會造成清篩機挖掘換擋失效。某清篩機在施工過程中，不能以3擋和4擋進行作業(yè)，查找原因后發(fā)現(xiàn)該電磁換向閥沒電，經(jīng)排查電路找出原因，恢復該路電路后，設(shè)備恢復正常。

電磁換向閥失效原因： ① 閥芯卡滯，可以通過更換電磁換向閥或?qū)﹂y芯進行清洗、去除毛刺等措施進行處理； ② 電磁鐵線圈不能通電，處理該問題的辦法就是查找電路原因，恢復正常電路； ③ 電磁鐵故障，當電磁鐵在動作時一部分高壓油油工作腔沿導桿間隙滲入電磁鐵末端端蓋處，當油液積累到一定程度時，形成困油現(xiàn)象，由于油液的不可壓縮性，當電磁鐵動作時發(fā)生動作不靈敏甚至不動作的現(xiàn)象，處理該問題的辦法是打開電磁閥端蓋處的卸油孔，排出困油即可[6，7]。

3　結(jié)論

通過對清篩機挖掘系統(tǒng)原理的分析，便于掌握挖掘系統(tǒng)的原理、功能。對今后清篩機的使用、檢修有一定的參考作用。通過對常見故障的分析，指出產(chǎn)生問題的原因，并提出相應的解決辦法，對處理故障有一定的參考作用。

參考文獻：

[1]周乾剛.QS650型清篩機挖掘裝置閉式液壓系統(tǒng)的研究[D].長沙：中南大學,2012.

[2]黃志堅.液壓系統(tǒng)典型故障治理方案200例[M].北京：化學工業(yè)出版社，2011.

[3]屈波.工程機械液壓系統(tǒng)故障的現(xiàn)場檢測與診斷探究[J].液壓與氣動,2012，(6)：116-117.

[4]寇長青,宋慧京.全斷面枕底清篩機[M].北京：中國鐵道出版社，1998.

[5]吳博.液壓系統(tǒng)使用與維修手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.

[6]黃志堅.工程機械液壓故障在線監(jiān)測及智能診斷[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.

[7]王洪波.電磁換向閥的故障分析[J].液壓氣動與密封,2012，(9)：41-42.