5.3  随车起重机液压系统的故障排查及改进
    某台12t随车吊在整车装配后的试车过程中液压系统遇到诸多问题。
    （1）液压系统不工作
    随车吊装机后启动发动机，此时传动轴带动齿轮泵运转，但各机能不动作，查看管路连接无异常且油箱液压油充足。怀疑是系统没油通过，熄火后拆卸油泵出油高压胶管，发现胶管中没油，确定泵不排油。经检查发现传动轴的旋向与齿轮泵的旋向不同，更换相同旋向的齿轮泵后，各机能均可运转。
    此失误导致原齿轮泵因高压油冲击骨架油封将油封冲坏而漏油。由此可见，该机的液压传动系统考虑不全面。
    （2）回转机构的改进
    回转是随车吊使用频繁的动作，回转所需功率最少，因而要求回转平稳，起重作业无侧载；回转系统的发展趋势为通过小马达、大传动比来实现操作平稳，通过设立回转缓冲阀和自由滑转机能来实现吊重的自动对中功能，从而有效防止侧载的产生。
    回转机构包括回转支承装置和回转驱动装置，调试中发现回转机构在启动和制动的瞬间，惯性过猛，抖动厉害，不易操作，需在回转马达处加缓冲阀，增加缓冲阀后不再抖动。
    改进升级后采用整体式回转减速机构，其自重轻，受力合理，运行平稳。主要有以下优点。
    ①采用整体壳体将回转支承的内外圈与变速机构都安装在机壳中，与下车固定，方便快捷，对下车的安装位置精度要求不高（不用考虑齿数、模数、变位系数，省去计算齿轮啮合中心距）。
    ②采用涡轮减速机构，传动扭矩大，传动间隙小，避免回转体停车时的晃动，使用更安全。
    （3）支腿缸“掉腿”
    行走时产生“掉腿”现象。更换双向液压锁后，故障消除。此随车吊用的液压缸制造很精密，仅靠人力就能抽出。所以为保证行车安全，支腿缸必须采用双向液压锁。
    （4）系统发热
    对该机做吊重试验，连续运转30min，油温将近85℃，温度偏高。随车吊的液压回路采用开式回路，冷却方式为自然冷却。在排除了其他原因后，针对此产品采取以下4步来达到降温的作用。
    ①由于液压泵对油液的钻度和赫温特性是最敏感的元件之一。将主车液压油箱的油液放掉，重新加注液压油，根据表6数据选择油液黏度。

    ②设置卸荷回路，使高压油低压卸荷回油箱，减少高压油通过溢流阀溢流。
    ③根据不同的负载要求，调整溢流阀的压力，使之恰到好处。
    ④将无相对运动，较长的液压胶管用镀锌钢管替代。
    再次进行试验，温度未超过70℃，符合要求。到此液压系统调试完毕。

    5.4 带随车吊机的重型汽车液压油箱的改进
    （1）存在的问题
    某军用改装越野汽车采用带绞盘的二类底盘，装有随车吊机。考虑到随车吊机与绞盘不会同时使用，为了简化系统，经与上装厂家协商后，随车吊机与绞盘共同使用同一动力系统，其中包括从同一个取力器获取动力，共同使用一个液压油箱。
    在底盘出厂时，底盘厂家对随车液压绞盘作了例行的出厂试验，结果显示液压绞盘工作正常。随后，在上装厂家搭建完上装以后，上装厂家对随车吊机作试验时发现，随车吊机工作状态不稳定，不能完全按照操作者的命令执行，很容易发生危险。
    在接到上装厂家的反馈以后，对整个吊机的工作环境、状态进行了认真的分析，将目标锁定在液压油箱的结构上。图46是原有的液压油箱结构。

    （2）液压油箱的设计要点
    液压油箱设计一般遵循以下价格原则。
    ①液压油箱必须有足够大的容积，一般为流量的3～5倍，以满足散热要求；停车时能容纳液压系统中所有的油；而工作时又保持适当的油位要求等。
    ②吸油管及回油管应插入最低油位以下，以防止吸油管吸入空气；回油管飞溅产生气泡。管口一般与油箱底、箱壁的距离不小于管径的3倍。吸油管应安装80μm或100μm的网式或线隙式滤油器，安装位置要便于装卸或清洗滤油器。回油管口斜切45°角并面向箱壁，以防回油冲击油箱底部的沉淀物。
      ③吸油管和回油管的距离尽可能远一点，中间要设置隔板，使油液在油箱中流动速度缓慢一点，时间长一点，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。
      ④为了保持油箱的清洁，油箱应有密封的顶盖，顶盖上应设有带滤油网的注油口及带空气滤清器的通气孔，注油及通气一般都由一个空气滤清器来完成、为了便于放掉油油箱底应有一定倾斜度，最低处设有放油阀。
      ⑤箱壁上应考虑安装液面指示器、冷却器、加热器及温度计等位置。
      ⑥油箱也可以设计成完全密封的充压式油箱，用以改善液压油泵的吸油状况。
    （3）油箱容积核算
    根据以上的基本原则首先对油箱的容积进行了核算，油泵参数如下。
    ①排量：50. 64 cm3/r;
    ②额定转速：2000r/min;
    ③最高转速：2500r/min;
    ④最高工作压力：18MPa.
    由于油箱的容积与系统的流量有关，一般容积可取最大流量的3-5倍。根据以上参数计算油泵的流量：
    Q=L ×n=50.64×2000=101. 28L（其中Q为流量，L为排量，n为额定转速）
    所以油箱的容积V=3～5×Q=303. 84～506.4L
    由以上的计算可知，油箱的容积V至少应在300L以上。
    原来液压油箱的长、宽、高尺寸分别为al =600mm，b1 =500mm，c1 =600mm，油箱的容积：
    V1＝a1×b1×c1＝180L。
    结论：原有的液压油箱过小，不能满足系统散热的要求。
    （4）改进方案
    基本思路是改变现有油箱的容积，增大油箱的散热能力。图47为新设计油箱，其中a 2 = 1200mm，b2＝500mm，C2＝600mm，V2＝a2 ×b2 ×0·2＝360L。

    在加大了油箱的容积后还对油箱的隔板进行了重新设计。
    原油箱不但存在容积较小，散热差外，还可能因为隔板结构导致吸油管吸入气泡，使得液压管路中压力下降，吊臂执行命令有误。原油箱隔板见图48。从隔板结构可以看出经回油管回到油箱的液压油可以通过隔板的上下和两侧面预留的缺口流到吸油管的一侧，油箱中的气泡还没有完全排掉就被吸入到吸油管中。

    图49为新设计的油箱隔板，隔板分为两块，将油箱划分为三个空间。回油首先流进油箱与第一块隔板之间，经第一块隔板上端的缺口流入两块隔板之间，后经第二块隔板的下端流入第二块隔板与油箱之间，也就是吸油口所在位置，经过这样的流动后，加长了液压油流动的路径，增加了液压油流动的时间，可以较好地保证气泡的排出。

    改进后再次安装调试吊机，吊机工作正常。对于液压系统来说，油箱的大小要严格按照整个系统液压油的流量确定，同时也要满足散热方面的要求，在油箱的尺寸受到限制时，可以考虑增加其他散热设备。油箱的隔板以及吸油口和回油口的位置设计都要考虑有利于液压油中气泡的排出。
 

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