单钢轮压路机行走系统的工况特点及常见故障

设备管 理 维修技 术 Eq u ip me n t Ma n a g e me n t Ma i n t e n a n c e T e c h n o lo g y 单钢轮压路机行走系统的工况特点及常见故障 W or k i ng Co ndi t i o n Cha r a c t e r i s t i c s a nd Co m m o n Fa i l ur e s o f Hy dr a u l i c Tr a v e l l i ng S y s t e m c f S i ng l e Dr um Ro l l e r 周 威 ZHoU W e 黑 龙 江 工 程 学 院 机 电 工 程 学 院 黑 龙 江 哈 尔 滨 1 5 0 0 5 0 S c h o o l c f Me c h a n ic a l a n d E l e c t r ic a l E n g i n e er i n g He i l o n g j i a n g I n s t i t u t e c f T e c h n o l o g y Ha r b i n 1 5 0 0 5 0 He i l o n g j i a n g Chi na 摘要 以全 液压 双驱 单钢 轮压 路机 为例 分析 行走 液压 系统 的各 种工 况特 点 和典 型结 构 依据 其 工况 特点 及行 走 液压 系统 的工作 原理 对行走 系统 的常见故 障 产生 的原 因进 行 分析 并 给 出 了故 障排 除 的具体 措 施 Ab s t r a c t J T a k i n g f u l l h y d r a u l i c d o u b l e d r i v e d s i n g l e d r u m r o l l e r a s a n e x a mp l e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f wo r k i n g condi t i ons a s w el l as t ypi cal s t r uct ur es of hy dr aul i c t r avel l i ng s ys t em a r e an alyz ed I n t er m s cf t he char a ct er i s t i c s cf w or ki ng condit ions and w or ki ng pr i nci pl e t he causes cf c om m on f ai l ur es cf t r avel l i ng s yst em ar e analyz ed and specifi c m easur es of t r oub1 eshoot i ng a r e put f or w ar d 关键 词 振 动压 路机 行走 系统 工 作原 理 故 障分 析 K e y wo r d s v i b r a t o r y r o l le r t r a v e l l i n g s y s t e m wo r k i n g p r i n c i p l e f a i l u r e a n a ly s i s 中 图 分 类 号 U4 1 5 5 2 文 献 标 志 码 B 文 章 编 号 1 0 0 0 0 3 3 X 2 01 0 1 2 0 0 8 6 0 3 0 引 言 压 路 机 行 走 系 统 采 用 液 压 驱 动 有 效 提 高 了压 路 机 的整 机 性 能 近 几 年 越 来 越 多 的 生 产 厂 家 逐 步 加 大 液 压 驱 动 压 路 机 的研 发 和 生 产 行 走 液 压 系 统 性 能 的 优 劣 不 仅 影 响 压 路 机 的 动 力 性 R E d o 可 靠 性 还 影 响 整 机 的 作 业 质 量 和 效 率 在 实 际 作 业 过 程 中 随 着 使 用 年 限 的 增 加 液 压 元 件 开 始磨 损 液压 行走 系统 难 免会 出现 各种 故 障 这不仅 与 液 压 元 件 性 能 的 优 劣 有 关 还 与 其 作 业 工 况 有 密 切 关 系 掌 握 压 路 机 行 走 系 统 的 工 况 特 点 及 工 作 原 理 分 析 其 故 障产生 的原 因 准 确 找 出故 障产 生 的位 置 及时 排 除故 障 有 助 于 提 高 工 作 效 率 1 行 走 液 压 系 统 的 工 况 特 点 单 钢 轮 振 动 压 路 机 的 主 要 工 作 过 程 是 循 环 式 的 包 括 起 步 加 速 匀 速 压 实 停 车 减 速 过 程 它 作 业 对 象 较 广 不 仅 适 用 于 底 基 层 砾 石 砂 土 粘 土 和 粗 沥 青 混 合 料 等 还 可 用 于 坡 道 压 实 作 业 等 场 合 因 此 单 轮 振 动 压 路 机 行 走 系 统 在 各 种 工 况 下 具 有 不 同 的 特 点 1 1 压 实 工 况 在 压 实 工 况 下 压 路 机 行 走 系统 处 于 均 速 行 驶 阶 段 是 压 路 机 工 作 循 环 的 主 要 工 况 压 实质 量 与 压 路 机 的行 驶 速 度 负荷 状 况 系统 效 率 等 因素 密切 相 关 此 时 行 走 系 统 提供 的 牵 引 力 主 要 用 于 克 服 地 面 行 驶 阻 力 因此 行 走 系 统 负荷较 小 高低压 差不 大 波 动较小 且行 走泵及 行走 马达 均 处 于 高 效 区 在 这 种 工 况 下 行 走 系统 基 本 处于 平稳 工 作 状态 因此 液压 系统及 元件出现故障 的概 率也较小 1 2 起 步 停 车 T 况 起 步 停 车 工 况 属 于 压 路 机 的 动 态 工 况 在 压 路 机 工 作 循 环 中 占 据 比 较 少 的 时 间 但 这 一 阶 段 是 考 验 行 走 液 压 系 统 性 能 的 关 键 阶 段 由 于 压 路 机 整 机 质 量 一 般 比较 大 起 步 加 速 或 停 车 减 速 过 程 中 瞬 时 惯 性 力 较 大 对 系 统 的 瞬 时 功 率 需 求 相 应 也 较 大 此 时 行 走 系 统 不 但 要 克 服 地 面 行 驶 阻 力 还 要 克 服 加 速 惯 性 阻 力 因 此 液 压 系 统 的 高 低 压 差 也 较 大 压 力 波 动 较 大 往 住 容 易 造 成 严 重 频 繁 的 液 压 冲 击 致 使 液 压 元 件 超 负 荷 工 作 导 致 液 压 元 件 损 坏 且 引 起 较 大 的 振 动 和 噪 声 严 重 影 响 系 统 的 稳 定 性 和 可 靠 性 因 此 起 步 停 车 是 行 走 系 统 故 障 的 多 发 工 况 1 3 爬 坡 工 况 在 爬坡 工况 下 以发动 机能 够提供 足 够动 力 为前提 行 走 系 统 的 最 大 驱 动 力 取 决 于 首 先 打 滑 的 那 个 驱 动 轮 由 于 整机 前 后 轴 质量 的再 分配 往 往 导 致驱 动钢 轮和 轮 胎 的 附 着 质 量 改 变 进 而 附 着 性 能 变 差 驱 动 轮 附 着 能 力 的 下 降 会 导 致 爬 坡 能 力 不 足 引 发 钢 轮 打 滑 等 现 象 不 但 会 影 响 液 压 系 统 的效 率 而 且 会 影 响压 实质 量 2 典 型 的 结 构 形 式 及 工 作 原 理 2 1 单 泵 与 双 变 量 马 达 并 联 双 驱 单 钢 轮 振 动 压 路 机 典 型 的 行 走 系 统 结 构 为 单 变 量 柱 塞 泵 与 双 变 量 柱 塞 马 达 并 联 组 成 闭 式 容 积 调 速 回 路 其 动 力 传 递 路 线 为 发 动 机 一 行 走 泵 一 行 走 马 达 一 前 后 驱 动 桥 一 驱 动 轮 图 l 所 示 为 国 产 某 型 号 全 液 压 驱 动 单 钢 轮 压 路 机 的 行 走 液 压 系 统 该 系 统 主 要 由斜 盘 式 变 量 泵 斜 轴 式 柱 塞 变 量 马 达 多 功 能 阀 冲 洗 阀 及 其 他 安 全 阀 等 组 成 I 璺I 1碾 动 J 土 足 哥机 的 行 走 液 J 土 系 统 2 2 工 作 原 理 为 了 能 够 满 足 压 路 机 各 种 实 际 作 业 工 况 般 通 过 调 节 前 后 马 达 使 之 分 别 处 于 全 排 量 或 半 排 量 实 现 行 走 系统 的 低 速 或 高 速 通 过 手 动 伺 服 换 向 阀 控 制 行 走 泵 斜 盘倾 角 的 大小 以及 液压 油 流 量 的 方 向 借 此调 节 泵 的 输 出工 况 实现压 路 机 的前 进 与后 退 多 功 能 阀是 组 合 阀 通 常 由压 力 限 定 阀 高 压 溢 流 阀 单 向 阀 等 组 成 当 系 统 压 力 高 于 设 定 值 时 高 压 油 可 以 通 过 压 力 限 定 阀 进 入 控 制 斜 盘 开 度 的 油 缸 强 行 将 泵 的 排 量 减 小 从 而 阻 止 系 统 压 力 进 一 步 升 高 由 于 拉 力 推 动 伺 服 缸 而 拉 动 斜 盘 需 要 一 定 的 反 应 时 间 系 统 压 力 还 有 可 能 升 高 此 时 高 压 溢 流 阀打 开 连 通 高压 侧 与低 压 测 的 油 路 使 高压 油 溢 流 设备 管理 维修 技术 E q u i p me n t Ma n a g e me n t M a i n t e n a n c e T e c h n o l o g y RM CM 以 保 护 各 液 压 元 件 不 受 损 坏 前 后 驱 动 马 达 采 取 并 联 的 形 式 使 其 各 自按 照 外 负 载 的 需 求 获 取 可 更 好 地 适 应 外 负载 的 变 化 同 时 增 大 系 统 克 服 外 负 载 的 能 力 齿 轮 泵 为 补 油 泵 可 补 充 系 统 因 液 压 元 件 泄 露 冲 洗 等 而 损 失 的 液 压 油 冲 洗 阀 和 驱 动 马 达 并 联 通 过 对 油 液 进 行 冲 洗 和 降 温 保 持 高 质 量 闭环 油 液 3 常 见 故 障 及 解 决 方 法 3 I 启 动 过 程 中 液 压 冲 击 严 重 3 1 1 故 障 现 象 通 过 测 试 某 国 产 1 2 t 全 液 压 双 驱 单 钢 轮 压 路 机 行 走 系 统 的压 力 发 现 起 步 加 速 过 程 中 其 压 力 冲 击 峰 值 约 是 平 稳 工 作 压 力 的 3 5 倍 甚 至 更 高 图 2 国 产 机 器 的 起 步 加 速 度 大 于 进 口压 路 机 其 液 压 冲 击 也 大 幅 度 上 升 液 压 冲 击 的 加 大 不 但 会 引 起 液 压 元 件 的 可 靠 性 下 降 而 且 会 导 致 系 统 油 温 的 升 高 或 泄 露 且 有 较 大 的 振 动 和 噪 声 等 液 压 系 统 的 稳 定 性 变 差 可 靠 性 下 降 擦 图 2动 态 工 况 与 平 稳 2 1 2 况 行 走 系 统 压 力 对 比 3 1 2原 因 分 析 根 据 起 步 加 速 工 况 的 特 点 液 压 冲 击 主 要 是 由压 路 机 的惯性载 荷所 致 惯 性载 荷 的大小主 要取决 于惯性 加速度 和 惯 性 质 量 其 次 在 起 步 加 速 阶 段 压 路 机 从 静 止 状 态 变 为运动 状态 摩 擦力 从静摩 擦 变 为滚 动摩 擦 压 路机 首先 要 克 服 最 大 静 摩 擦 力 方 可 向 前 行 走 而 滚 动 摩 擦 系 数 小 于 最 大 静 摩 擦 系数 故 摩 擦 力 的 大 小 是 变 化 的 摩 擦 力 的 变 化 会 导 致 地 面 行 驶 阻 力 的 变 化 进 而 导 致 压 力 的 波动 3 1 3 解 决 方 法 建 议 降 低 液 压 中击 从 根 本 出 发 应 有 效 地 抑 制 惯 性 负 荷 即惯 性 质 量 和 惯 性 加 速 度 在 设 计 之 初 选 择 合 理 的 加 速 度 和 结 构 保 证 压 路 机 起 步 加 速 过 程 中 惯 性 负 荷 较 l J 如 选 择 转 动 惯 量 较 J 的 压 配 式 驱 动 轮 胎 避 免 向 轮 胎 内 冲 入 盐 水 等 3 2 正 常 作 业 时 压 路 机 无 法 实 现 换 向 3 2 1 故 障 现 象 行 走 系 统 正 常 工 作 时 突 然 无 法 实 现 前 进 或 后 退 换 8 7 RM CM 誉 接 向 振 动 系 统 工 作 正 常 3 2 2 原 因分 析 根 据 液 压 系 统 的 工 作 原 理 压 路 机 的 换 向 是 通 过 伺 服 换 向 阀 处 于 不 同 位 置 时 高 压 侧 与 低 压 侧 压 力油 换 向 实 现 的 因 此 可 断 定 是 伺 服 换 向 阀 发 生 了 故 障 3 2 3 解 决 方 法 建 议 在确 定 液压 管 路 并 无泄 露 或 阻塞 现 象 的前 提 下 检 查 操 纵 装 置 与 主 泵 的 手 动 伺 服 阀 的 连 接 是 否 松 动 致 使 伺 服 换 向 阀 的 阀 芯 换 向 不 到 位 用 压 力 表 分 别 测 量 液 压 系 统 高 压 侧 和 低 压 侧 压 力 若 不 正 常 则 更 换 新 的 换 向 阀 即 可 实 现 正 常 工 作 3 3 行 走 缓 慢 无 力 且 爬 坡 能 力 不 足 3 3 1 故 障 现 象 压 路 机 启 动 后 反 应 迟 钝 行 走 速 度 缓 慢 爬 坡 能 力 下 降 3 3 2 原 因分 析 根 据 液压 系 统 的 基 本 原 理 可 知 压 路 机 是 通 过 驱 动 马 达 输 出 的驱 动 扭 矩 来 驱 动 前 后 桥 的 而驱 动 扭 矩 的大 小 与 行 走 系 统 的高 低 压 测 压 差 和 驱 动 马 达 排 量 的 乘 积 成 正 比 若 前 后 轮 驱 动 扭 矩 产 生 的 有 效 牵 引 力 小 于 压 路 机 行 驶 外 部 阻 力 则 出 现 行 走 速 度 缓 慢 爬 坡 能 力 不 足 的 现 象 5 l 3 3 3 解 决 方 法 建 议 检 查 液 压 油 是 否 变质 或 粘 度 下 降 可 将 系统 中 的 油 液全 部换 掉 检查 补 油 泵是 否 失效 导 致供 油 不 足 行 走 泵 行 走 马 达 是 否 马 达 磨 损 泄 露 量 有 没 有 增 大 可 用 压 力传感 器 测得 系统 的压 力是 否达 到设 定值 用流 量传 感 器 和 转 速 传 感 器 测 得 行 走 泵 行 走 马 达 的流 量 和 转 速 计 算 出其实 际排 量 容 积效 率 拆 检 驱动 泵 多功能 阀 高 压 溢 流 阀 的 失 效 以及 高 压 侧 和 低 压 侧 的 油 路 连 通 会 导 致 行 走 驱 动 系 统 内泄 增 大 无 法 建 立 系 统 压 力 从 而 不 能 提 供 足 够 的 驱 动 力 4 结 语 本 文 分 析 了 压 路 机 行 走 系 统 的 几 种 典 型 工 况 特 点 介 绍 了 双 驱 全 液 压 单 钢 轮 压 路 机 典 型 的 结 构 形 式 及 工 作 原理 并针 对 各种工 况 下 行走 液压 系统 最 常见 的故 障产 生 的 原 因 进 行 分析 最 后 给 出 具 体 的 解 决 办 法 参 考 文 献 1 尹继瑶 全液压振动压路机行驶的动力性能与防滑转U 建设机 械技术与管理 2 0 1 0 1 9 9 1 0 2 2 刘 龙 唐红彩 冯忠绪 等 基于机液耦 合的双钢轮振 动压路 机 行走液压 系统仿 真 J 5 程机械 2 0 0 9 4 0 9 4 9 5 1 5 6 3 秦四成 陈树清 双钢轮振 动压路 机液压系统动 态性 能试验 分析 I 筑路机械与施 5 机械化 2 0 0 3 2 0 3 1 9 2 O 4 唐红彩 刘 龙 沈建 军 等 单钢轮振动压路机惯性载荷的探讨 I 建筑机械 2 0 0 9 6 6 8 7 O 5 李 宗 尹继瑶 全液 压振动压路机 的动力 匹配及爬坡 能力 J 建筑机械 2 0 0 3 5 4 7 4 9 收 稿 日期 2 01 0 03 2 6 责 任 编 辑 谭 忠 华 上接第8 5 页 查耋塞 1 罗 铭 郝其 昌 钱 国忠 G TC一 4 5 型拆 除机 器人 J 建 筑机械 6 结 语 2 0 0 7 1 2 9 9 1 0 3 2 钱 国忠 罗 铭 拆 除机 器人在 国外的研 发 I 建筑机械 2