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故障分析/Failure Analysis

挖掘機掉臂怎么解決?

發布時間:2019-04-20

挖掘機維修師傅帶你了解一下挖掘機前端工作裝置的液壓系統原理,以最常見的大臂油缸液壓回路為例。挖掘機的前端工作裝置主要是鏟斗,而鏟斗的正常工作需要鏟斗油缸、斗桿油缸、動臂油缸的相互配合,完成各種復合動作。這些油缸上出現比較多的一個問題就是泄壓的問題,在工作中的體現可能為大臂掉臂、斗桿下落和鏟斗自動松斗。
進油回路:液壓(hydraulic)油由大泵至主控閥,經過經管路安全閥、保持閥后進入油缸。
回油回路:油缸另一側液壓油經主控閥至液壓油散熱器返回液壓油箱。
安全(security)溢流閥
安全溢流閥,在挖掘機上也俗稱管路安全閥,在挖掘機的液壓回路中是起保護左右的一類閥神鋼挖掘機維修的舊車修理是在修理時對車上拆下的總成、組合件及零件,凡能修復的,經修復后全部裝回原車。當液壓回路中的壓力(pressure)過高超過規定值時,安全溢流閥內的閥芯被頂開,將液壓回路中一部分液壓油排入回油管道,使液壓回路壓力降低,防止因壓力過高而產生事故。
保持閥
    以大臂油缸保持閥為例,大臂保持閥一般安裝在大臂油缸與大臂控制閥之間,其構造由吸油安全閥、先導閥及先導閥彈簧和、主控制滑閥、主控制滑閥彈簧組成,當大臂油缸的操作桿處于中位也就是無動作時,保持閥能夠維持液壓壓力,大臂不會因為自重而下降和內縮。
大臂保持閥的作用相當于液壓(hydraulic)安全鎖,由于保持閥在正常(normal)作業時通過的流量較大,一般采用插裝閥結構。
單向閥
    單向閥應用在挖掘機大臂液壓(hydraulic)回路中也叫安全補油閥,其作用是防止液壓執行元件因慣性而造成的異常(abnormal)高壓和吸空。挖掘機在工作(gōng zuò)過程中,液壓油缸在突然換向或是停止的情況下回因為慣性等因素在某一腔內產生異常高壓,在另一腔內會產生吸空,這時安全補油閥可釋放掉異常高壓,并對吸空的一腔進行補油,防止兩者對液壓系統產生損害。
    挖掘(excavate)機主控閥上的一些單向閥
單向閥的作用除了充當補油閥還有一些其他的作用:
保持壓力:滑閥式換向閥都有間隙泄漏(leakage)現象,只能短時間保壓。當有保壓要求時,可在油路上加一個液控單向閥,利用錐閥關閉的嚴密性,使油路長時間保壓。
液壓缸的支承:在液壓缸中,由于滑閥和管的泄漏,在挖掘機工作裝置的重力下,可能引起活塞和活塞桿下滑。將液控單向閥接于液壓缸下腔的油路,則可防止液壓缸活塞和滑塊等活動部分下滑。
實現液壓缸鎖緊:當換向閥處于中位時,兩個液控單向閥關閉,可嚴密封閉液壓缸兩腔的油液,這時活塞就不能因外力作用而產生移動。
大流量排油:液壓缸兩腔的有效工作面積相差很大。在活塞退回時,液壓缸右腔排油量驟然增大,此時若采用小流量的滑閥,會產生節流作用,限制活塞的后退速度;若加設液控單向閥,在液壓缸活塞后退時,控制壓力油將液控單向閥打開,便可以順利地將右腔油液排出。
了解(Find out)了挖掘機前端工作裝置的液壓回路和主要液壓元件(element),現在咱們來分析一下挖掘機掉臂的原因。
當前液壓(hydraulic)挖掘機使用的控制(control)閥都是滑閥式,為了使滑閥式控制閥中的閥芯可以正常切換,閥芯 和閥體之間必須存在一定的間隙,而有間隙就必然要存在泄漏。
如下圖所示,A1和B1口分別連接液壓油缸的無桿腔和有桿腔。在挖掘機工作或停放時,A1或B1某側的液壓壓力會在自重的作用下升高(黃色區域),此升高的壓力和藍色區域的接液壓油箱 通道之間會產生壓差,在此壓差的作用下液壓油會產生流動,通過閥芯和閥體間的間隙從黃色區域流到藍色區域。因為上述的油液流動,油缸會隨之發生向自重方向的位移,即產生油缸下沉。
滑閥式控制閥
為了減少油缸下沉 ;導致的工作不便,結合挖掘機的工作特點,大多數挖掘機制造商都在控制(control)閥上加裝了如下圖所示的鎖定閥。其工作原理可簡單描述為在油缸和控制閥閥芯之間加裝了一個通過錐面密封(seal)的提動頭。通過此鎖定閥提動頭的作用把之前的間隙密封改為了錐面密封,大大降低了液壓(hydraulic)油的泄漏,從而基本杜絕了液壓油缸的漂移。
但從液壓挖掘機(excavator)的工作(gōng zuò)特點等因素考慮,所有的挖掘機制造商都只在小臂(斗桿)油缸有桿腔方向和大臂(動臂)油缸無桿腔方向加裝了鎖定閥神鋼挖掘機維修的舊車修理是在修理時對車上拆下的總成、組合件及零件,凡能修復的,經修復后全部裝回原車。通過這兩個鎖定閥的作用分別鎖定了小臂有桿腔的油液和大臂油缸無桿腔的油液,從而有效減少了小臂在外伸狀態下和大臂舉升狀態下 的油缸位移、下沉(上圖為小臂油缸鎖定閥工作原理圖)。
而在小臂收起狀態及通過大臂把車體抬起這兩種狀態下,因為控制閥閥芯(隸屬閥體)與閥體間隙導致的油缸輕微位移并不影響挖掘機正常的工作,因此所有的挖掘機制造商在這兩個方向都沒有安裝鎖定閥,裝備出廠時也不對此方向的油缸下沉量做特別的專門檢測。并且此方向的下沉量會隨著挖掘機使用時間的增加、控制閥磨損增加有變大的趨勢。
    除了前面講到的因控制閥閥芯和閥體間隙導致的油缸下沉量大以外,當油缸油封破損或安全閥損壞時也會導致油缸下沉量增大。以小臂為例,當小臂油缸油封出現破損時,會出現小臂伸出狀態下的下沉量明顯過大,而此時小臂收起狀態時的下沉量并不會顯著增大。因此,當出現上述小臂收起狀態下沉量大于伸出狀態時的下沉量時,請不要試圖拆檢小臂油缸。如果出現小臂收起狀態下沉量非??斓那闆r,可以通過互換小臂油缸有桿腔和無桿腔側安全閥等方法判斷故障部位。
油缸油封損壞
    我們知道,挖掘機油缸的有桿腔和無桿腔在理論上是嚴格密封隔離的,通過油缸活塞上的多個油封隔離油缸桿腔和無桿腔的液壓油,在長期的高溫高壓運動下,油封容易產生變形老化磨損和磨損,出現這樣的情況就會導致油缸內泄,使得有桿腔的液壓油進入無桿腔或是無桿腔的液壓油進入有桿腔日立挖掘機修理的基本內容包括:設備維護保養、設備檢查和設備修理。
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