2022年液压维修第14章--铲运机液压故障的诊断与排除 .pdf
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1、409 第 14 章铲运机液压故障的诊断与排除14.1 WJD1.5 型电动铲运机液压系统故障的诊断与排除WJD1.5 型电动铲运机整个液压系统可分为三个部分:G30 泵供油的工作机构液压系统, G20.20 后泵供油的卷缆机构液压系统,前泵供油的转向机构液压系统。辅助部分包括油绳、管路和接头。WJD 1.5 型电动铲运机液压系统的常见故障的诊断与排除转向、工作机构和卷缆机构的液压系统的常见故障的诊断与排除分别列于表141、表14 2 和表 143。表 141 转向液压系统故障的诊断与排除故障现象故障诊断故障排除转向不灵或无力1吸油管路变形造成泵吸油量不足2吸油管路破损,油液中有空气3泵损坏4
2、转向器阀块内溢流阀压力调得太低或阀芯油封损坏5转向缸内油封损坏,造成两转向缸内部串油6油绳损坏1更换吸油管2更换吸油管3检修或更换4重调或更换油封5更换或检修液压缸6更换油绳无转向 1 油箱油位偏低 2 泵损坏 3 转向器损坏,转向器内阀套与阀芯间一销轴串出卡死 1 加油 2 检修或更换 3 检修或更换朝一个方向偏转且振动大转向器回油绳与左转或右转油绳接错油绳对调表 142 工作机构液压系统故障的诊断与排除故障现象故障诊断故障排除液压缸不动作 1 G30工作液压泵损坏 2 先导阀不工作 1 检修或换泵 2 检修或换阀液压缸动作缓慢无力 1 多路换向阀总压力调得太低或油封坏 2 多路换向阀上四个
3、分溢流阀压力调得太低或油封坏 3 液压油中有空气 4 多路阀进油绳漏油 5 多路阀阀芯复位弹簧损坏 1 重调或换油封 2 重调或换油封 3 查泵吸油管 4 更换 5 更换翻斗液压缸或举升缸锁不住 1 多路换向阀两边溢流阀油封损坏 2 液压缸密封件损坏 3 多路阀芯磨损 1 更换油封 2 检修或换缸 3 更换多路阀精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页410 表 143 卷绕机构液压系统故障的诊断与排除故障现象故障诊断故障排除不卷缆 1 液压泵坏 2 卷缆阀转不动或转不到位 3 收缆溢流阀压力调得太低 4 ,收缆溢流阀坏
4、 5 卷缆马达油封坏 1 检修或换泵 2 检修 3 重调 4 检修 5 更换油封卷缆不同步放缆时电缆拉得太紧 1 收缆阀压力调得太低 2 卷缆马达油封损坏 3 收缆阀压力调得太高 1 重调 2 更换油封 3 重调14.1.2 WJD 1.5 型电动铲运机液压系统故障部位的查找方法从前面的表中可以看出,一个故障产生的原因有多种,假设一个原因一个原因去查找,既费时又费力。便捷的查找方法是:大的故障从整个液压系统查起,小的故障从局部查起;查找思路先易后难, 先查结构较简单的零部件,后查较复杂的零部件;查找顺序为辅助部分。例如转向系统转向不灵或无力这一故障,从表 14 1 中可以看出, 产生这一故障的
5、原因多达6 种。可依照上述的查找方法来找出故障的产生原因与部位。首先,判定该故障是否为大的故障, 假设整个液压系统工作均不正常,则说明是大故障,假设仅是转向不灵或无力,其余液压分系统均正常则说明是小故障或局部故障。查找思路是先易后难,顺序为观察辅助部分的油绳与接头是否渗漏油液,再查转向器溢流阀是否调得太低,假设调到位转向仍然无力或不灵,可将溢流阀拆下检查,看是否是溢流阀阀芯上的O 形油封损坏;假设正常,再用压力表测量泵出口压力是否正常,压力正常则说明泵是好的,可判定是液压缸油封损坏,反之则是泵损坏。液压系统故障原因和部位查出后,按照各部件检修要求检修。实例:故障名称:电动机无法起动,电工检查电
6、控完好。故障现象是当电动机Y 起动时,翻斗缸自动收斗,Y转换时电动机停转。当时将卷缆阀上两溢流阀调松到位后电动机起动成功一次后又不行。这说明先导阀控制收斗的阀芯接通油路使控制翻斗缸的一组多路阀芯动作, 翻斗缸油路接通,当翻斗缸收斗行程到位后,工作液压泵油路堵塞,系统油压上升,电动机起动负荷太大,而使电动机在Y转换起动时停转。更换先导阀后,电动机起动,工作正常。14.2 电动铲运机换向阀的工作原理及故障处理芬兰生产的TORO 一 400E 电动铲运机在井下铲装矿石的作业过程中,对变速系统换向阀的工作可靠性要求很高。当铲装完成后,后退时,如变速系统响应慢,铲运机后退起步就缓慢, 极易造成矿石从堆上
7、下滑埋机事故。处理变速系统这样的故障,必须首先了解换向阀的工作原理及其结构。换向阀的工作原理及结构铲运机换向阀的工作原理见图141 所示。1.油路压力表; 2.变速箱离合器; 3.单向阀; 4.充压蓄能器; 5.溢流阀; A.节流孔图 141 换向阀工作原理电动铲运机用l000V 的三相交流异步电动机作为动力,采用液力传动系统。为保证运行平缓不受冲击, 铲运机选用clark 55HR34425 型变速箱, 换向阀采用蓄能延时换向的设计。由图 141 知,要使变速箱方向挡离合器2 合上,主轴路上的油必须先通过节流孔A向精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
8、 - - -第 2 页,共 16 页411 蓄能器充压。只有当蓄能器压力到达设定值后,才能切断溢流阀5,离合器在压力油的作用下迅速合上。蓄能器充压时间为2s,离合器的延时合上消除挂挡后压力油直接作用到离合器上所造成的冲击,使铲运机换挡运行平稳,离合器的压力-时间关系曲线如图142。图 142 离合器的压力与时间关系曲线HR34000 变速箱换向阀由两组蓄能器、两组压力调节阀组成,前进挡、后退挡两组方向离合器由装在一个阀体内的每个独立的压力调节阀来调节和控制。图 143 中调压阀柱塞8A 腔的压力油同时作用在方向挡离合器上,其大小由图中的溢流阀来设定,同时与排油口面积的大小有关,由流体力学可知q
9、CdA2/pp。因此, 在通过排油口流量恒定的情况下,随着排油口面积增大,排油口前、后腔压力差减小,一旦排油口被切断,A 腔压力将很快升高到溢流阀5 (图 14 一 l)的调定值,调节过程如下(以后退挡调节为例):如图 14 4 所示,在选定后退挡时,压力油进入调节阀的A 腔,使柱塞2 向左移动,露出节流孔,此时排油口亦随之打开。随着节流孔口的增大,A 腔压力减小,直到A 腔的压力油产生的压力与B 腔复位弹簧1 产生的力相等时,调压阀柱塞2 不再左移, A 腔保持为一低压,这一过程对应P-t 曲线中的t1段,时问为0.14s。压力油不断进入A 腔,使 A 腔压力升高,其升高值由复位弹簧1 决定
10、。在这一压力差的作用下,压力油通过节流孔5,进入 B 腔,并从排油口6 进入蓄能器空腔。这一过程对应P-t 曲线的 t2段,时间为0.30s。当蓄能器空腔充满压力油后,蓄能器柱塞3 压迫弹簧4,使弹力增大,使充满蓄能器空腔和调压阀柱塞2B 腔的压力增大,柱塞2向右移动,节流孔面积减小,同时A 腔压力升高,使调压阀柱塞2 向左移动。这一动态过程对应P-t 曲线的t1段,时间为1.58s。此时压力升高值由弹簧4 来控制。1.后退挡蓄能器; 2.前进挡蓄能器; 3.前进挡调压阀;4.后退挡调压阀;5.蓄能器弹簧; 6.蓄能器柱塞; 7.调压阀复位弹簧;8.调压阀柱塞; 9.柱塞节流孔; l0.排油口
11、图 143 换向阀结构1.复位弹簧; 2.调压阀柱塞; 3.蓄能器柱塞; 4.蓄能器复位弹簧;5.节流孔; 6.排油口图 144 后退挡简图一旦蓄能器柱塞3 压到顶部,将不再有压力油通过节流孔5,调压阀柱塞2 的 A、B 两腔压力相等,这时B 腔的复位弹簧将柱塞2 推到右边,切断进油。A 腔和后退挡离合器压力迅速上升,到达图14 一 l 中溢流阀6 的值,这一过程对应P-t 曲线的垂直线段。此时,离合器合上,实现后退运行。当选定前进挡时,换向阀的工作过程与之相同。故障诊断与排除1.故障现象在实际作业时,当司机挂后退挡时,油门加到最大,约在3s 以后铲运机才响应起步,起步时间比设计时间超出1s,
12、这在铲装作业时是绝对不允许的。2.故障诊断与排除根据系统工作原理分析,故障产生的原因有两个:(1)变速箱方向挡离合器内泄漏,挂挡压力建立时间延长。(2)换向阀压力调节阀节流孔堵塞,液压油流量减小,造成蓄能器充压时间延长。在判定方向挡离合器是否有内泄漏时,必须做耐压试验。为了测定离合器是否泄漏,可根据调压阀柱塞空问的大小,做个 9.525mm 28.565mm的圆形柱塞,打入柱塞空间B,这样使得A 腔中的压力油不经过蓄能器而直接进入离合器,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页412 起动电动机,发现铲运机立即起步,这证
13、明离合器密封良好,故障是由调压阀引起的。将前进、 后退两组调压阀拆下,发现柱塞上的节流孔有部分堵塞,用清洗液进行浸泡清理,将节流孔中的污物清除后,试车正常,修理完成。通过这种故障的处理证明,要保证电铲换向的灵敏,必须定期更换变速系统的滤芯,经常测试系统油压,根据要求及时更换系统液压油。14.3 LF 4.1 型铲运机液压系统故障的诊断与排除某矿进口的井下铲运机主要有德国GNH 公司的LF4.1 型和法国EM 公司的CTIl500 型两种,它们的变矩器变速箱液压循环系统原理基本相同,整个液压循环系统在生产使用过程中常出现故障,以 LF4.1 型铲运机的变矩器变速箱液压循环系统为例,说明这些故障的
14、产生原因以及排除方法(见原理图145 所示 )。1.液压泵; 2.过滤器; 3.调压阀; 4.安全阀; 5.变矩器; 6.油冷却器;7.压力表; 8.润滑油分配器; 9.制动脱挡阀; 10.方向阀; 11.离合器; l2.挡位阀; 13.变速箱图 145 LF 型铲运机液压系统原理图故障 1 1.故障现象液压泵输出油压力低或不供油。2.故障诊断与排除(1)变速箱油面低加油至正确油位(停车加油到变速箱上部,油位塞松开时油能自由流出为止)。(2)漏气液压泵吸油软管破裂或管接头密封不好,吸人空气,检查吸油管路中所有软管及管接头,拧紧所有管接头,必要时更换。(3)液压泵吸油滤网堵塞清洗吸油滤网。(4)
15、液压泵内泄严重、流量降低检查并修复液压泵,必要时更换液压泵。(5)液压泵驱动轴损坏更换新液压泵。故障 2 1.故障现象离合器操纵压力低。2.故障诊断与排除(1)压力表显示失灵更换压力表。(2)调压阀阀芯处于开通清洗并检查调压阀,必要时更换调压阀。(3)变速箱离合器轴或活塞的密封不好可以通过关闭变速箱操纵阀的进油压力管,假设压力恢复正常,可证明故障发生在变速箱内离合器轴或活塞上,对变速箱进行解体检查,更换密封环。(4)变速箱离合器活塞卸荷阀失效变速箱离合器活塞卸荷阀失效而处于开通状态,彻底清洗卸荷阀并恢复其正常工作性能。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
16、- - - -第 4 页,共 16 页413 (5)制动脱挡阀失灵检查清洗制动脱挡阀并修复,必要时更换制动脱挡阀。(6)离合器操纵压力低按 2 项处理。(7)变速箱离合器内摩擦片磨损过度对变速箱解体检查,更换磨损过度和已到达报废的摩擦片。故障 3 1.故障现象功率不足。2.故障诊断与排除(1)发动机运转不正常,调整发动机。(2)变矩器失速状态下发动机转速低,调节发动机转速,检查调速器并调节正常。(3)变矩器泵轮和涡轮端面间隙过大,解体变矩器,检查涡轮、泵轮的磨损情况及造成磨损的原因,调节泵轮和涡轮的端面间隙,必要时更换固定卡环、涡轮或泵轮等。故障 4 1.故障现象泄漏。2.故障诊断与排除严重的
17、外泄油将会导致整个变矩器变速箱液压循环系统失去正常的工作能力,甚至造成重大的设备事故,故发现有外泄现象,应及早处理好。(1)系统管路中油管爆裂或磨破,更换油管。(2)系统管路中接头松或密封不良,拧紧所有的接头,必要时更换接头。(3)液压泵、变矩器和变速箱的转动轴油封失效,更换轴油封。(4)发动机飞轮箱内漏油,检查变矩器泵壳和泵轮之间的O 形圈、挡油盘O 形圈及密封环,更换失效的O 圈或密封环。(5)变速箱前、后端盖与箱体接合面或操纵阀与变速箱接合面密封失效,清洗并修复各接合面,均匀涂上可靠的密封胶,重新装配。14.4 922D 铲运机液压系统故障的诊断与排除液压系统由三个回路组成,一是铲斗油路
18、, 控制铲斗上升、 下降、倾翻;二是转向油 路,它主要是控制铲运机左右转弯;三是制动油路, 主要是控制停车和制动。各油路都由相应的液压元件组成,如图146 所示。图 146 922D 铲运机液压系统的工作原理图14.4.1 故障 1 1.故障现象油温高。2.故障诊断与排除(1)油箱太小一般油箱的容量应是泵每分钟流量的3 倍以上, 对于井下铲运机由于受空间的限制,油箱的容量应等于液压泵每分钟的流量。当系统采用两个以上液压泵工作时,油箱的容量应按几个液压泵每分钟的流量总合来计算。922D 铲运机油箱的容量为114L,转向泵当转速为200rmin 时流量为76L min;工作泵当转速为200rmin
19、 时流量为l56Lmin。两泵流量之和为 232L min, 远远大于1140L, 因此油箱散热面积不足是液压系统油温高的原因之一。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页414 (2) 油的污染实际经验说明,油污染是导致液压系统故障的主要原因。据统计,有80以上的故障是由于液压油被污染造成的。由于污染, 液压元件的实际使用寿命往往比设计短得多。污染物有如下几种:液压油和液压系统中,由于没有很好过滤和洗干净而留下的污染物;加油时,油箱加油口盖忘盖,从外面进入油箱的粉尘,矿石颗粒,甚至块状矿石;系统本身生成的污染物,主要是
20、磨损产生的磨粒,例如, 转向泵滑靴与斜盘的磨损而产生的大量铜末;由于液压系统的高温,使油液逐渐氧化而产生的污染物。在解剖大量的被损坏的柱塞泵时发现,由于中心阻尼孔很小,导油槽宽度很窄,常被铜末堵死,油池也就不存在油压支承,滑靴与斜盘之间无法形成一定刚度的油膜厚度。此时,滑靴在油压的作用下与斜盘发生干摩擦,并急剧磨损。3mm 厚的铜滑靴在很短时间内就磨平,因而产生大量的热。由于油的污染, 经常使密封装置磨损而失效,使相互配合的运动外表划成痕而使液压系统产生内漏和外漏,从而使液压油温度升高。油的污染使吸油滤清器逐渐堵塞,此时液压泵吸油不畅,冷却不足,油温也会升高。在试验时,因吸油油滤清器堵塞,油温
21、在不到半小时高达l24。(3) 回油油滤清器堵塞或太小铲斗泵回油通过回油滤清器后,一部分油进入转向泵的吸油口,另一部分油通过节流口流回油箱内。 由于回油滤清器堵塞或选择其他参数的油滤清器,转向泵的吸油不畅,冷却不足,也会使油温升高很快;在试验时,选择了通油能力小一半左右的滤芯,结果,液压泵只空负荷运行半个小时左右,油温就高达85。(4) 转向液压泵的影响922D 铲运机原选用国内生产的柱塞泵,由于泵的性能和结构参数等(下面将详细分析)与进口泵差异较大,致使滑靴与斜盘摩擦平面之间的油膜刚度小,或形成不了油膜,从而形成干摩擦,产生大量热(在分解泵时,发现有烧伤痕迹)而使液压油温升得很高。当采用国产
22、泵时,大多数油温很快到达110。当采用进口泵时,在同样的条件下,油的最高温度只有91。(5) 节流孔大小的影响由于制动泵的自吸能力差,因此要求要有0.15MPa 左右的吸入压力。922D 铲运机油箱是封闭加压油箱,油面以上有0.05MPa 的空气压力,剩下的油压靠转向制动泵进口油管装在回油滤清器到阻尼孔之间,主液压泵(铲斗泵、工作泵)和转向泵所提供的系统的流量全部回到回油滤清器之后受阻尼孔阻力而形成。当阻尼孔为616mm 时,柴油机加大到最大油门。当柴油机转速为2400rmin 时,这个阻尼孔可产生007MPa 的压力。由于矿山条件所限,油箱不仅不加压,相反有时加油口盖都不盖。再加上空气滤清器
23、很难保压,柴油机油门也不都在最大位置, 因此泵的吸人压力远远满足不了要求,因此泵的吸油不足,流量不够, 因而易产生油温很高。某铜矿2 号铲运机在同样的使用条件下,油温一直不很高,检查了很久,最后发现这个节流口只有13mm 直径。为了证实节流口大小对油温度的影响,技术员把1号铲运机油箱节流口也改成l3mm 直径,结果油温从91下降到68。为了慎重起见,又把这个原理应用某磷矿,也取得了相同效果。需要指出的是:随着液压泵的磨损增加,液压泵的效率下降,内泄也增加, 泵的排量减少,因此为了保证该泵的吸入压力,节流口需相应减小,否则油温又会上升,节流口的大小与油压,泵流量的关系尚须进一步试验。(6) 维护
24、保养与操作使用不当精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页415 在分解泵时发现多种球铰和滑靴有烧伤痕迹,这是因为起动泵时, 泵内腔没有灌油之故。如果工作机构长期处于高压溢流状态,例如已到极限位置还继续同一动作,这时也使液压油温急剧升高。 油温也跟铲运机的负荷大小有关。当负荷从铲、 装、运矿石变为单纯的运输时,负荷下降,油温也下降,当恢复原来工作状态时,油温又升高。(7) 其它因素的影响除上述因素外,还与油的种类、油的黏度、内外泄漏,液压元件密封件的质量、寿命、压力调整,管路的弯度大小、长短,油位,蓄能器的压力等因素有关
25、。3.分析步骤与改良措施更换脏的油滤清器,更换时要注意过滤精度,过滤流量, 压力降和耐压要与原来的一样。清洗阻塞的油管,清洗油箱通气孔,按规定时间换新油,消除系统内漏、外漏。拧紧泄漏油管接头,添加液压油使油位到达要求高度,排除系统内的空气,更换损坏的密封。调整部件并检查密封和轴承的情况,固定并正确的机械连接,不让液压泵长期超载。安装压力表并调整正确的压力。彻底检修或更换。选择合适黏度的油液,更换油滤清器,加油到油箱油位。检查油箱单向阀是否脱落,适当减少节流孔的大小。检查密封槽的大小,外表粗糙度,检查密封圈是否破损,压缩量是否合适,材质是否正确。按使用说明书正确操作。14.4.2 故障 2 1.
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