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挖掘机动臂和斗杆再生液压回路工作原理及故障排查
来源:工程机械与维修  作者:佚名  2016-03-29 07:52:35


    2.斗杆再生液压回路
    (1)斗杆液压回路组成
    某型挖掘机斗杆液压回路由并联油路1、负载单向阀2、中位旁通油路3、强制再生阀控制油路4、强制再生阀5、斗杆控制阀6、再生单向阀7、斗杆缸8、斗杆收回先导油路9、斗杆外摆过载溢流阀10、斗杆收回过载溢流阀11、斗杆保持阀先导解除油路12、斗杆保持阀的控制阀13、斗杆保持阀14组成,其中斗杆再生液压回路主要由强制再生阀5、斗杆控制阀6、再生单向阀7、斗杆缸8、斗杆保持阀的控制阀13、斗杆保持阀14等组成,如图2所示。

    (2)工作原理
    斗杆再生液压回路也分为空载下降和负载下降(如挖掘)2种工况。当操纵斗杆收回时,斗杆先导阀输出的先导二次压力油经先导油口XAa、、斗杆收回先导油路9作用于斗杆控制阀6右端,推动阀芯左移,使斗杆控制阀6工作于右位。此时主油路接通,主泵I输出的压力油几通过并联油路1、负载单向阀2、斗杆控制阀6流向斗杆缸8无杆腔。同时斗杆先导阀输出的先导二次压力油通过Pa,油口、斗杆保持阀先导解除油路12,解除斗杆油路的保持功能,使斗杆缸有杆腔接通回油油路,油液经斗杆控制阀6到达强制再生阀5。
    在斗杆自身质量作用下使斗杆快速下降,导致斗杆缸无杆腔压力下降形成负压,而有杆腔一端的压力相对升高。此时强制再生阀5阀芯在弹簧力和回油压力共同作用下向下移动,将斗杆缸8有杆腔回油通道关闭,斗杆缸8有杆腔的回油油液通过斗杆控制阀6内的再生单向阀7与主泵输出的工作油汇合流向斗杆缸8无杆腔,从而实现斗杆缸8有杆腔回油的再生功能。该功能有效降低了斗杆缸无杆腔出现负压而形成真空的可能性,避免了斗杆运动过程中因供油不足导致的暂停现象,使斗杆缸8活塞杆伸出速度加快。
    当铲斗进入挖掘工况即斗杆处于负载工况时,斗杆缸无杆腔压力升高,斗杆液压回路供油压力随之升高,斗杆控制阀6内的再生单向阀7反向截止,再生回路关闭。此时斗杆缸无杆腔完全由主泵供油,而回油油路上的强制再生阀5因系统压力升高向上移动,将斗杆缸有杆腔的回油通路开启,实现斗杆缸有杆腔回油。

    3.故障排查实例
    (1)动臂带载下降无力
    故障现象1台住友SH210-5型挖掘机转场爬平板车时,因平板车无爬梯,需用动臂下降支起履带爬上平板车,但用该机动臂支撑时支撑无力,无法将履带支起所需高度,该挖掘机其他动作均正常。
    原因分析根据故障现象结合图1分析,能够造成动臂下降无力的原因主要有以下4个方面:一是动臂下降先导油路存在故障,二是动臂下降过载溢流阀存在故障,三是动臂保持阀存在故障,四是动臂再生单向阀存在故障。
    故障排查首先,采用互换方法将动臂上升先导油路与动臂下降先导油路互换后试机,故障现象依旧,说明动臂下降先导油路正常。
    其次,采用互换方法将斗杆收回过载溢流阀(见图2)与动臂下降过载溢流阀互换后试机,故障依然存在,说明动臂下降过载溢流阀正常。
    再次,采用互换方法将动臂保持阀与斗杆保持阀互换,故障现象仍然没有改变,说明动臂保持阀正常。
    接着,根据以上排查结果,结合图1分析,我们认为最大可能性是动臂再生单向阀存在故障。这是因为在动臂下降过程中,若动臂再生单向阀泄漏,可造成来白主泵I的压力油通过此阀直接流回液压油箱,导致流向动臂缸有杆腔的压力油无法建立所需压力。
    然后,用压力表测量动臂下降支起履带时动臂缸的最大压力仅为22.8MPa,低于32MPa的正常溢流压力,说明动臂再生单向阀存在故障。
    最后,拆下动劈控制阀阀芯,从该阀芯内部拆卸动臂再生单向阀,发现该单向阀磨损严重,与阀座无法形成密封。更换该单向阀后试机,故障现象消失。
    (2)斗杆带载收回无力
    故障现象1台XE210C型挖掘机单独操纵斗杆收回动作时,速度缓慢且挖掘无力。当斗杆收回到垂直地面时,还会出现短暂的白由摆动现象。工作装置其他动作均正常。
    原因分析该故障为斗杆单方向动作不正常,可将故障范围缩小到斗杆收回先导油路及其工作油路上。结合斗杆再生液压回路工作原侧见图2)分析,引起斗杆收回不正常的原因可能有以下2个方面:一是斗杆收回先导压力偏低,二是向斗杆无杆腔供油的主油路压力偏低。
    故障排查首先,测量斗杆二次先导压力。在操纵斗杆收回时测量其二次先导压力正常(3.85MPa)。
    其次,测量斗杆溢流压力。在斗杆外摆时测量溢流压力正常(31MPa ),在斗杆收回时测量溢流压力异常(20 MPa ),由此推断斗杆收回过载溢流阀存在故障。
    再次,采用互换方法将溢流压力正常的斗
杆外摆过载溢流阀与斗杆收回过载溢流阀互换,故障现象依旧,由此确认斗杆收回过载溢流阀无故障。
    然后,根据以上排查结果,结合图2分析,我们认为如果斗杆缸存在内泄漏,会造成斗杆外摆和收回2个方向工作缓慢无力,但是排查结果是斗杆外摆正常,说明斗杆缸正常,初步判定再生单向阀存在故障。斗杆控制阀阀芯内部有1个再生单向阀,若该单向阀反向封闭不严,就会导致斗杆收回工作压力油在此处直接泄漏回液压油箱,引起斗杆收回工作缓慢无力。
      最后,拆卸斗杆控制阀阀芯,发现其内部的再生单向阀弹簧断裂。由于斗杆控制阀阀芯中的再生单向阀弹簧无配件,只能整体更换斗杆控制阀阀芯。整体更换斗杆控制阀阀芯后试机,斗杆带载收回动作恢复正常。

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