隨著液壓傳動技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，汽車式、輪胎式及履帶式起重機越來越多地采用了液壓傳動技術(shù)，掌握液壓系統(tǒng)的工作原理和常見故障的診斷方法，對機械管理和維護的技術(shù)人員來說，是十分迫切和必要的。
液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，大多數(shù)情況下不易立即找到故障部位，而把各部位元件都拆開也不現(xiàn)實。因此必須針對故障現(xiàn)象進行分析判斷，確定故障部位或發(fā)生問題的元件。
現(xiàn)代起重機的液壓系統(tǒng)一般由控制系統(tǒng)、動作執(zhí)行系統(tǒng)組成。因為液壓控制系統(tǒng)多是先導(dǎo)控制，先導(dǎo)控制系統(tǒng)也稱為操作控制系統(tǒng)(或控制油路)；動作執(zhí)行系統(tǒng)也稱為工作系統(tǒng)(或工作主油路)。先導(dǎo)控制系統(tǒng)工作壓力較低，一般在幾兆帕，流量也較小；動作執(zhí)行系統(tǒng)的工作壓力較高，一般為十幾到幾十兆帕，工作流量也是先導(dǎo)控制系統(tǒng)的幾倍到幾十倍。采用上述2級系統(tǒng)，可以利用低壓力、小流量的油路切換達到對高壓力、大流量油路的控制目的，使操作更加輕便。需要指出的是，各種安全保護裝置和油路系統(tǒng)之間是通過電磁閥和傳感器來傳遞工作信號的，電磁閥和傳感器多安裝于控制油路上，是整個液壓系統(tǒng)中相對脆弱的環(huán)節(jié)，其發(fā)生故障的頻率也比較高，應(yīng)是關(guān)注的重點。
2起重機械液壓系統(tǒng)的常見故障
2．1操作失靈
由液壓系統(tǒng)的操作控制方式可知，當(dāng)某項操作失靈時，其故障原因多數(shù)出現(xiàn)在先導(dǎo)控制油路和電磁控制部分，工作主油路出現(xiàn)故障概率極小。
某公司的1臺KH700—2履帶起重機發(fā)生了支腿液壓缸不能伸出的故障。先檢查控制支腿油路切換的電磁閥，發(fā)現(xiàn)該電磁閥不動作(判斷電磁閥是否動作，可依靠聽、摸等方法來確認(rèn)，電磁閥動作時，一般可聽到“咔嗒”聲；用手觸摸閥體尤其是閥芯端部時，能感覺到明顯的震動)。但用萬用表檢查電磁閥線圈續(xù)流二極管是完好的，線路也一切正常，可以確認(rèn)故障出現(xiàn)在電磁閥內(nèi)部。電磁閥內(nèi)部的故障可能有以下2方面的原因：一是工作線圈損壞(短路或斷路、燒毀)，二是閥芯被卡滯。在線圈續(xù)流二極管完好的情況下，線圈損壞的概率應(yīng)該是很小的；再進一步用萬用表對線圈進行測試，顯示的線圈阻值在正常范圍內(nèi)，該線圈完好。將該閥解體發(fā)現(xiàn)閥芯被雜質(zhì)卡住，無法在閥體內(nèi)滑動。先用汽油對閥體和閥芯反復(fù)清洗，確認(rèn)清洗干凈后，再用液壓油清洗一遍，然后進行重新裝配并安裝到原位置，啟動機械試機，一切恢復(fù)正常。1臺NK一250E汽車起重機在作業(yè)過程中，帶載回收臂桿時失控，但卸載后伸縮操作基本正常。經(jīng)過分析可能是伸縮液壓缸內(nèi)泄或背壓平衡閥故障。如果伸縮液壓缸內(nèi)泄，臂桿帶載伸出將是困難的，基于這種考慮，帶載(吊起5t左右的重物)進行了伸桿操作，發(fā)現(xiàn)臂桿伸出正常；回收臂桿時依然有失控的現(xiàn)象。由此斷定伸縮液壓缸內(nèi)活塞密封件沒有損壞。沒有發(fā)生內(nèi)泄現(xiàn)象，故障可能在背壓平衡閥，假如背壓平衡閥的閥芯卡在接通油路會發(fā)生這樣的故障：空載時伸縮臂桿基本正常，帶載伸桿也正常，但帶載回縮臂桿時，因無法形成一定的背壓，就會發(fā)生失控現(xiàn)象。于是對背壓平衡閥進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)閥芯因油內(nèi)雜質(zhì)被卡滯。經(jīng)對閥體清洗后重新裝配，故障得以徹底排除。閥芯卡滯的根源在于液壓油的污染，油內(nèi)的顆粒雜質(zhì)是導(dǎo)致此類故障的罪魁禍?zhǔn)住?br /> 2．2動作過慢
液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件主要指液壓馬達和液壓缸。如果執(zhí)行元件動作過慢，有以下原因。①液壓馬達或液壓缸自身故障，如嚴(yán)重內(nèi)泄或外泄可同時導(dǎo)致動作緩慢和動作無力。②因進入液壓馬達或液壓缸的流量減小所致，這又分2個方面的原因，一是液壓泵的泵出流量減小，如嚴(yán)重內(nèi)泄，可明顯降低泵出流量，對變量泵來說，泵的流量又受到自身調(diào)控的影響，有時會因調(diào)節(jié)不當(dāng)而造成流量降低；二是各控制閥及管路故障，如換向閥卡滯使開口度減小，致使流量降低，若液壓油內(nèi)混入棉紗等異物，管路堵塞也會使流量降低。1臺KH700—2履帶起重機的組合液壓泵由專業(yè)廠家進行大修后，發(fā)現(xiàn)所有動作都變慢了，速度尚不足大修前的1／3。這基本可排除是油路或執(zhí)行元件的原因，除非所有的油路都堵塞或液壓馬達出故障，這幾乎是不可能的。故障根源只能出在液壓泵上，即液壓泵的流量減小了。經(jīng)過對該液壓泵進行檢查，發(fā)現(xiàn)是該液壓泵端部的流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整不當(dāng)所致，后經(jīng)重新調(diào)整校正后流量恢復(fù)，所有動作也恢復(fù)至原設(shè)計速度。1臺KH180—3履帶起重機因回轉(zhuǎn)制動電磁閥工作不良而進行了解體檢修。在對閥體進行拆卸時，由于閥體內(nèi)油道是對稱的，閥芯結(jié)構(gòu)前后方向也基本一樣，筆者以為該閥芯在前后方向上可以互換。因此在作業(yè)過程中，未對其方向進行必要的標(biāo)記。但當(dāng)重新裝配后，整機工作速度變慢(不及原速度的1／2。此次維修工作僅對該電磁閥進行過清洗，問題很可能就出在解體過的這個電磁閥上，但該電磁閥在工作中并無其他異常現(xiàn)象。最后決定解體該電磁閥進行重新研究。經(jīng)過對閥芯進行仔細(xì)測量，發(fā)現(xiàn)閥芯兩端的光面部分在長度上有不足1mil的差別，由此懷疑此前把閥芯裝反，遂將閥芯換過方向重新裝配，安裝就位后一切恢復(fù)正常。
2．3執(zhí)行元件動作無力 電動葫蘆
液壓馬達或液壓缸動作無力的原因有2個：一是因為系統(tǒng)限壓閥(安全閥)整定的壓力偏低，或者該閥工作不良或損壞；二是因為系統(tǒng)泄漏(包括液壓泵、馬達、液壓缸、閥及系統(tǒng)管路的內(nèi)外泄漏)導(dǎo)致部分或整個系統(tǒng)壓力不足。1臺KH180—3履帶起重機在進行橋梁吊裝工作中，突然發(fā)生了帶載后起臂無力的故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)換向閥(該閥是由操作室內(nèi)的操作桿直接操作的，沒有先導(dǎo)控制系統(tǒng))漏油比較嚴(yán)重。該機液壓系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)與變幅系統(tǒng)靠同一個液壓泵供油，回轉(zhuǎn)換向閥的嚴(yán)重泄漏雖然對回轉(zhuǎn)操作沒有大的影響，但導(dǎo)致與此相通的變幅系統(tǒng)油路內(nèi)的壓力明顯降低，在此壓力下，空載狀態(tài)的臂桿起落尚能維持，但當(dāng)臂桿負(fù)載較重時，無法維持起臂。對此回轉(zhuǎn)換向閥解體檢查，發(fā)現(xiàn)部分密封件嚴(yán)重老化，其中一只O型圈僅剩殘存的很少一部分，致使大量的液壓油外泄。更換了新的密封件后，起臂無力的故障得到徹底排除。
2．4其他故障
某公司的DBQ3000和DBQ4000塔式起重機多次發(fā)生過油泵電機燒毀的故障，給施工生產(chǎn)造成了不利的影響。DBQ3000塔式起重機的回轉(zhuǎn)制動系統(tǒng)設(shè)計為直接利用回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置潤滑油泵的方式：潤滑油泵油路通過背壓方式形成一定的背壓，并進行油路分支，一個分支進行正常的潤滑工作，另一個分支通過電磁閥控制的方式實現(xiàn)回轉(zhuǎn)制動。此設(shè)計方案存在一個嚴(yán)重問題：因整個油路系統(tǒng)的初始壓力是通過背壓閥的方式實現(xiàn)的，當(dāng)回轉(zhuǎn)油泵停止工作后，油路系統(tǒng)內(nèi)會保持一定的壓力，這個壓力會隨著時間的延長而逐漸卸荷；如果時間足夠長，不妨礙油泵的再次啟動，但如果油泵停止工作后在短時間內(nèi)再次啟動的話，油路內(nèi)的殘存壓力就成了油泵的一個大的負(fù)載，造成油泵無法啟動，如果發(fā)現(xiàn)不及時，便會將油泵電機燒毀。鑒于此，對塔機回轉(zhuǎn)制動系統(tǒng)進行了進一步改造，將此處的液壓制動液壓缸更換為獨立工作的臥式液壓推桿制動器，徹底解決了上述問題。
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