2.9 IPF-85B-2混凝土泵车泵送液压系统故障的分析
某日本石川岛生产的IPF- 855-2混凝土泵车,在混凝土施工中泵送部分直接与混凝土接触,负荷重、磨损较大、工况恶劣,故工作一段时间如保养维修不当,较易发生故障。
(1)泵送部分的液压系统工作原理
①液压系统。IPF-85B-2液压系统见图28,现分3个液压回路,分别为泵送系统液压回路、自动换向回路和密封回路。
②泵送系统液压回路。该回路主要包括主安全阀、顺序阀、减压阀、蓄能器、电磁阀、滑阀缸及主油缸等。其原理为由主油泵来的液压油经过减压阀一路进人蓄能器,另一路通过滑阀换向阀进人滑阀油缸,驱动滑阀缸动作;当滑阀油缸动作到位后,油压力开始上升,使蓄能器充压;当油压升到10. 5MPa时,压力油打开顺序阀,并通过主换向阀进人主油缸,使主油缸动作(左右同时动作)。
该回路主安全阀使系统最高压力限制在28MPa以下,减压阀使减压阀以后系统的压力限制在21 MPa以下,以保护该系统的液压油元件,使滑阀油缸的动作平稳,自动换向系统动作不引起大的压力冲击。而顺序阀和蓄能器的作用是使主油缸的动作滞后于滑阀油缸,有利于混凝土的吸人和排出。
③自动换向回路。该回路主要由主换向阀、滑阀换向阀、先导阀、升压阀、逆转阀、手动运转阀组成。其原理为当主油缸中一活塞运行到达终点时,将撞动安装在主油缸体上的先导阀芯,使先导阀换向。这时从油泵来的压力油通过手动运转阀、先导阀、逆转阀使升压阀换向。而当另一主油缸活塞换向后,向前运行到活塞终点撞击另一先导阀芯时,将引起升压阀又一次换向,从而使滑阀油缺和主油缸又一次全部换向,实现一个工作循环。
当手动操纵逆转阀换向,将会使主换向阀换向,而滑阀换向阀不换向,使油路走向相反,使滑阀油缸和主油缸动作反向。对混凝土进行反泵,以排除混凝土的堵塞现象。
当手操纵升压阀换向,将使滑阀换向阀和主换向阀同时换向,使滑阀油缸和主油缸同时实现换向,这是升压阀换向和逆转阀换向的不同之处。当关闭手动运转阀时,即关闭了自动换向系统,会使系统压力不断上升,用以调定主安全阀。
④密封回路。密封回路实质上是泵送液压回路中的一部分,但它又有自己的独立性这里分开来讲是为了便于分析、讲解液压系统和排除故障的目的。密封回路主要由活塞引拨阀、行程调整阀、溢流阀及主油缸活塞杆侧的一段连通管组成。当压力油推动一个缸的活塞运动时,即泵送出混凝土时,封闭的活塞杆两边的液压油就将另一油缸的活塞杆推回,吸人混凝土,使泵送过程能持续不断地进行。
当打开活塞引拨阀时,将使压力油进人密封回路,使主油缸活塞行程增长,并可将2个油缸活塞拉到洗涤室进行清理、维修;当打开行程调整阀时,将使密封回路油液量减少,用以缩短主油缸活塞行程。溢流阀的作用是使密封回路压力值保持在设定压力值范围内,以保护该系统内的液压元件。
(2)液压系统故障及排除
当泵送系统液压部分发生故障时,应区别3个液压回路,分别在各个回‘路系统内分析,解决所发生的故障,有的放矢地解决问题。
①泵送系统。如果滑阀动作失灵,动作出现紊乱,发生乱打现象时,应首先清除机械部分的故障。如滑杆是否已磨损,滑杆密封装置是否已损坏,滑杆运动部分空隙处是否有泥浆、石块;同时检查滑阀各润滑点是否在正常供脂。当机械部分故障排除后,仍有上述动作失常现象时,就应在该回路系统内检查。
蓄能器充气压力是否太低,当50℃油温时压力值≤5. 5 MPa时,必须充气。
检查减压阀的调定压力。由于测量减压阀的压力需用专用检测工具,而泵车出厂时,压力值均已调定,因此在工地无专用检测工具的情况下,不可贸然自行拆检。
检查顺序阀的调定压力。将泵车泵送操纵杆工搬到刻度5,操纵杆11搬到刻度1,进行空运转。观察主压力表指针,指示压力值波形如图29所示。图29表示的波形为充油到蓄能器1-2个冲程一和顺序阀一的动作压力。其中Pi表示近似蓄能器的气体一压力一,在油温50℃时,额定压力为7 MPa; p2表示顺序阀的动作压力,额定压力为10. 5 MPa p 3表示主油缸的动作压力,压力值随工况情况而变。
压力波形可以反映出顺序阀的调定压力及蓄能器的气体压力。如压力值不对的,需重新进行调定。另外,蓄能器气体压力是否足够的标准也可用下面的办法进行判别:将泵送开关关闭,用升压阀进行手动换向,当滑阀换向次数达2次以上时属正常,小于2次为不正常。如果滑阀油缸及主油缸动作无力时,应检查滑阀油缸及主油缸活塞密封件是否损坏及主安全阀和减压阀的压力是否正确。
②自动换向系统。该系统中主换向阀和滑阀换向阀安装在集流阀组下部且通径较大,一般情况下出现故障的可能性较小,故障及失灵较多发生在先导阀与电磁阀上。先导阀发生故障将造成整个换向系统出现故障,而电磁阀发生故障将使混凝土反泵的电气开关失灵。另外,在主安全阀及顺序阀上也装配有电磁阀。如主安全阀上电磁阀换向受阻,将使整个液压系统无法建立起压力或泵送系统关闭停止,’顺序阀上电磁阀如动作不正常将造成顺序阀阀芯动作紊乱,使主油缸运动时产生抖动现象或停机后主油缸活塞发生自动后退等情况。
③密封回路。该系统发生的故障主要有行程越打越短。从液压系统来分析,主油缸行程变短,是由于该密封回路的油液量减少所致。而可能造成油液量减少的部位有,行程调整阀是否能关闭严密;密封回路溢流阀阀芯是否卡住及溢流的调定压力是否适当;主油缸活塞密封件是否损坏或油缸活塞杆表面是否有伤痕或磨损超过极限等情况。
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