1.4高空作业车辆升降机构液压系统故障分析与改进
    在高空作业车辆中，空中作业的人机安全是十分重要的。高空作业车辆升降机构的稳定可靠是实现安全作业的必要条件之一，这类设备的升降机构大多采用液压缸作为升降驱动力，液压缸需要随升降机构运动，因此液压缸与液压主回路须使用液压胶管连接。此时液压缸既作为升降时的动力，又作为施工作业时升降机构的支撑构件，因此液压缸及其连接管路对于整个系统安全起着非常重要的作用。
    （”高空作业设备升降机构液压系统及存在的问题
    具有升降机构的高空作业车辆，其升降执行机构均采用液压驱动，系统一般为中高压系统，连接执行元件高压胶管的可靠性，直接关系到机构正常工作与效率，一旦发生破断，一将危及人员和机械的安全。通常高压胶管产生破断的原因主要包括机器作业时液压缸随升降机构运动，高压胶管反复进行挠曲动作，因而产生疲劳破断；升降机构的负载变化较大，液压系统内将产生液压脉动，脉动压力达到一定值时，高压胶管会产生破断：高压胶管由于质量差，胶管与金属接头的扣压连接强度不够，液压系统中峰值压力出现时，出现拔管现象。
    某高空作业车升降机构，如图7所示，液压系统原理，如图8 （a）所示，目前国内外大多数设备都采用类似液压原理，在液压缸和电磁换向阀之间一般都有液控单向阀起锁紧作用，不同的是液控单向阀的位置，有的与电磁换向阀叠加放置，有的放在液压缸上，升降液缸采用柱塞缸，下降时依靠重力作用下降。



    当液控单向阀与换向阀叠加放置时，作业时如遇突发事故，连接液缸的液压胶管破断，此时升降机构失去支撑力，在负载和自重作用下迅速下降，巨大的惯性会造成重大事故。
    当液控单向阀放在液压缸上时，施工作业中如液压胶管破断，此时升降机构失去动力，液控单向阀起作用，设备停留在半空中无法升降，同时液压油大量喷出，需要大量人力和车辆才能修复故障。也有采用在液缸上加限速切断阀，在这里其作用类似在液缸上加液控单向阀。
    因此，采用液压双管路防爆安全阀14，该液压安全阀的工作油管采用液压双管路，当一根液压油管破断后，液压安全阀的一个阀芯立即将该管路关闭，使空中作业机构安全保持在原位，同时液压安全阀的另一个阀芯工作，立即将另一条液压油管自动接通，机构仍维持正常工作，确保机器和人身安全。
    ②双路防爆安全阀结构原理
    双路防爆安全阀的工作结构和原理，如图9 （a）所示，系统由2个防爆安全阀1和3及其连接的液压胶管总成组成。防爆安全阀体1出油口与液压缸连接，防爆安全阀体3与电磁换向阀连接。防爆阀芯4结构示意图，如图9 （b）所示，图中阀芯体7有外螺纹，与防爆阀体连接，正常工作时，：油流通道从A至氏阀杆6安装在阀芯体内，其外侧装有弹簧，弹簧一端置于阀芯体内，一侧置于闭锁滑动阀芯5，弹簧通过螺母预压紧。、阀芯在A侧的压力为零时，液压油快速经阀口从B至A，滑动阀芯5迅速将阀口S关闭。

    系统安全防爆的实现过程是，在系统正常工作时，液压油从系统进油口进入第1个防爆安全阀体3，并经液压胶管进入第2个防爆安全阀体1内，经系统油路为液压缸供油，推动液压缸的活塞杆向上运动。当负载G突然超载或其他原因造成液压胶管中的一个发生破裂，防爆阀芯2、4的背压突然为零，阀芯将破裂油管处的通路关闭，实现安全闭锁，同时另一条油路仍为通路，系统仍可正常工作。
      ③改进后液压系统
      改进后液压系统，见图8 （b），液控单向阀8与升降液压缸9连接在一起，双路安全阀10、12通过2根液压胶管11连接，其中双路安全阀12与液控单向阀8连接，另一个双路安全阀10与单向节流阀7连接。这样可有效防止前述液压胶管爆裂所带来的危险以及维修的麻烦。
    高空作业设备升降机构液压系统采用双管路防爆安全锁阀，克服了单管路的缺陷，在系统满载和空载的情况下均可实现对系统的保护，仍可使系统正常工作，提高了安全性和生产效率，适当调整双管路防爆安全锁阀的一些结构参数，即可适应不同系统对作业工况的要求。

    1.5登高平台消防车伸缩臂液压缸回缩故障分析及解决
    CDZ53登高平台消防车举升高度约53m，平台载重为400kg，水泵及水炮额定流量为50L/s。水炮额定射程≥60m、最高车速≥85km/h。该消防车采用电液比例控制、液压负载反馈、电液闭环调平、机械和电子2套幅度限制器，中压消防泵及大流量可远控液动消防炮等先进技术，较好地解决了电液比例控制系统的匹配、消防泵系统的动力匹配、工作平台自动调午的稳定性、多节同步伸缩臂的伸缩平顺性及安全工作区域保护等诸多关键技术，尤其是在安全保护系统中研制并使用了等载荷机械式幅度限制器。
    （1）工作原理
    该车的4节伸缩臂的同步伸缩由行程为8.6m的伸缩液压缸加链条来实现少平衡阀为插装式流量控制阀。利用节流调速的原理进行流量控制，其节流口的开启由平衡阿中活塞的运动决定。活塞的运动又由控制压力的大小决定。当伸缩臂在回收过程中伸缩臂液庄缸活塞杆加速回缩时，平衡阀的控制压力降低，使平衡阀的开口度减小、允许通过的流量减小。运动速度减慢。一当运动速度小于电液比例阀的流量要求的速度时，平衡阀的控制压力再升高，使平衡阀的开口度增大，允许通过的流量增大，执行机构的运动速度加快，平衡阀的开口度是在不断增大和减小的动态变化过程中进行不断调整，使得伸缩缸活塞杆的R缩速度保持匀速，从而使伸缩臂回缩的速度保持平稳。
  伸缩臂在缩回过程中，因载荷和自重的作用；有超速下降的趋势，并且伸缩机构在工作时承载大，因此在回路中要设置限速装置。而且要选用有锁紧作用的锥阀式平衡阀，杏则会因阀的泄漏造成伸缩臂无控制的自动缩回。为了确保伸缩机构的安全，1防止工作中软管破裂，伸缩臂突然缩回、造一成，重大事故，该平衡阀要直接安装在伸缩缸上，另外，由争伸缩缸的行程很长，考虑提高稳定性，活塞杆的直径设计的较大，但为了减少伸缩缸的外形尺寸，其两腔面积差异较大，因此，对同样的供油量，伸缩速度相差很大，即无了杆腔的回油量很大，因此，也要限制缩回速度。
    图10所示为伸缩臂液压系统原理图。当A通压力油时，压力油经单向阿2进入伸缩缸4右腔，其左腔的油液经B流回油箱，缸体向有伸出。当B通液压油时，一压力油一路作用于平衡阀3的阀芯下腔，另一路进入伸缩缸4的左腔，右一腔的油液经平衡阀3的节流工位从A流回油箱，缸体向左缩回。二位二通电磁换向球阀1的作用是紧急回缩，当电磁换向球阀电磁铁通电时，在伸缩缸4左腔压力油的作用下，右腔油液经阀1流回油箱，实现快速回缩。

    （2）故障分析与改进
某CDZ53型登高平台消防车在使用中发现，伸缩臂偶尔出现“咚咚”的噪声，有时会持续2～3h，揭开伸缩臂末端检修盖，响声更加明显。用1根钢管抵住伸缩液压缸缸壁，测量液压缸回缩量，在15 min内竞回缩了21mm。该车有4节伸缩臂同步伸缩，反应到工作台就是84mm，远远高于《高空作业车技术条件》中规定的“在空中停留15min，测定平台下沉量不得大于30mm”的技术要求。
    曾判断是平衡阀闭锁性能不好，内泄严重，更换同类型平衡阀阀芯或总成后，故障依旧。化验油质没有任何问题；排空气后也不起作用。该车配有应急电磁阀，其作用是当发动机或其他动力装置出现故障时，使伸缩液压缸在伸缩臂重力的作用下自动收回。正常工作时应急阀无电，紧急降落时有电，经检查该车电磁阀工作正常。在检查中我们发现，该响声只是出现在平台高度PAT显示臂长21m附近。由于该伸缩液压缸长度近9m，在加工过程中精度要求非常高。因此怀疑液压缸壁存在加工误差，液压缸活塞停在此处时，大小腔内漏，使得小腔内油压升高，打开平衡阀，引起伸缩臂下沉。由此看出，更换油塞密封件只能短时间解决问题，时间长了该故障还会出现，彻底解决只有更换价值8万余元的伸缩液压缸。
    经拆装，将伸缩臂整体拆下，换上新的伸缩液压缸。装配完成后继续测试，原以为能解决问题，但噪声依旧。不过出现位置由原来的21m改到了18m，下沉量由原来的21 mm/15 min变为10mm/15 min，问题仍未解决。经过多次整车对比测试，发现这一现象在CDZ系列登高车中较为普通。问题的根源在于长达9 m的伸缩液压缸加工精度很难保证，再次更换不仅投入资金较大，而且还不一定能解决问题。
    只有从改进设计着手。从上述分析可知，伸缩臂的下沉是由于伸缩液压缸某处缸壁加工精度差，造成该处密闭不严，大腔的液压油向小腔泄漏使得小腔内油压上升导致平衡阀打开所造成的。只有在小腔回油管道上进行旁通泄压，才能解决此问题。考虑到操作的平顺性，减少运动时的冲击，经过多次实验，采用2mm的阻尼孔能够有效避免因流速过大带来的冲击；为了防止在高空停放时间较长造成小腔内油液释放太多，造成重新动作时的延缓，将单向节流阀的背压增加0. 2 MPa（图11中的5），经改进后，反复试验，伸缩臂不再回缩，操作平稳快捷，噪声彻底解决。

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