拌车液压系统综述及故障测试与排除

1、课题描述10m10m3混凝土搅拌车如图 1 1 所示，其是建筑行业常用的运送商业混凝土专用设备，利用水泥泵车输送到建筑框架内。该设备造价昂贵，由于保养不到位、维 修保养人员的素质等问题，造成维修成本高，必须由专业的维修人员来完成。通 过本课题的研究，所取得的成果，可作为 10m10m3混凝土搅拌车的维修管理保养的重 要资料一、10m10m3混凝土搅拌车液压系统的工作原理10m10m3混凝土搅拌车液压系统的工作原理如图 2 2 所示，主要由双向变量柱塞泵 组件、液压马达组件和油箱组件三部分组成。1变量柱塞泵组件由柱塞泵 1 1、补油泵 2 2、伺服阀 3 3 和补油溢流阀 4 4 单向阀 5 5

2、、6 6 组成。补油泵 2 2、补油溢流阀 4 4、单向阀 5 5 和 6 6 构成补油回路；变量柱塞泵 和伺服阀 3 3 构成一个变量控制回路。2定量马达组件由定量马达 1111,高压溢流阀 7 7、8 8,梭阀 9 9 和溢流阀 1010 组 成。其组成的回路有高压溢流阀 7 7、8 8 组成安全保护回路；梭阀 9 9 和溢流阀 1010 构 成低压侧的油液冷却回路。3油箱组件由过滤器、散热器、加油过滤器、油箱和液位计等组成。4液压泵组件和液压马达组件构成闭式回路。LJJ图 3 3 液压系统原理图 1 1 10m10m3混凝土搅拌车外观图1 1 液压泵 2 2 补油泵 3 3 手动伺服阀

3、4 4 低压溢流阀 5 5、6 6 补油单向阀7 7、8 8 高压安全阀 9 9 梭阀 1010 溢流阀 1111 液压马达1 1、液压系统的油路分析图 3 3 液压操作装置示意图1 1 油门揺柄 2 2 油泵伺服摇柄 3 3 油门拉杆 4 4 油泵拉杆 5 5 油门、油泵控制手柄（1 1）油门、油泵控制手柄 5 5 在 B B 位油路分析（搅拌罐停转）当汽车发动机起动后，连接取力器，使液压系统的双向变量柱塞泵1 1 运转，此时油门、油泵控制手柄处在 B B 位置，手动伺服阀 3 3 的阀芯处在中位，使双向变量柱塞泵 1 1 的控制斜盘倾度的液压缸的两腔的液压油都经手动伺服阀3 3 的中位流回

4、油箱使双向变量柱塞泵 1 1 的斜盘的倾斜角为零，该泵的排量为零即为输出的液 压油流量为零，补油泵 2 2 与双向变量柱塞泵 1 1 同轴，该泵向闭式液压系统供油， 供油的路线如下：补油泵 2 2 经过滤器和吸油管道流经泵 2 2,泵打出的液压油液经 单向阀 5 5、6 6 向闭式液压系统的两侧供油，供油压力由溢流阀 4 4 调定，溢流阀 4 4 的压力要大于溢流阀 1010 的压力，从而保证闭式液压系统的两侧都充满油，为闭 式液压系统工作提供必要的条件。（2 2）油门、油泵控制手柄 5 5 在 A A 的位置油路分析（搅拌罐正传旋转）按图 3 3 所示，油门油泵控制手柄 5 5 扳到 A A

5、 搅拌位置，通过油泵拉杆、油泵伺 服摇柄使图 2 2手动伺服阀 3 3 阀芯向左移动，此时，双向变量柱塞泵 1 1 上油口出油， 经高压软管到液压马达 1 11 1上油口，该马达下油口的液压油经高压软管流到高压 柱塞泵的下油口，从而实现搅拌筒正转进料搅拌；通过油门、 油泵控制手柄 5 5 的 所扳角度大小，调节手动伺服阀 3 3 阀芯位置来改变双向变量柱塞泵 1 1 的流量，从 而改变马达的输出速度。当液压系统过载时，高压安全阀 7 7 打开卸荷，部分液压 油回到闭式液压回路的低压侧，此时高压安全阀 8 8 不起作用。闭式回路的高压侧 的高压油推动梭阀 9 9 使闭式回路的低压侧高温液压油通过

6、溢流阀 1010、液压马达、 高压柱塞泵的壳体回油管流回油箱进行冷却。（3 3）油门、油泵控制手柄 5 5 在 C C 位（搅拌罐反转卸料）按图 3 3 所示，油门油泵控制手柄 5 5 扳到 A A 搅拌位置，通过油泵拉杆、油泵伺 服摇柄使图 2 2手动伺服阀 3 3 阀芯向左移动，此时，双向变量柱塞泵 1 1 上油口出油， 经高压软管到液压马达 1 11 1上油口，该马达下油口的液压油经高压软管流到高压 柱塞泵的下油口，从而实现搅拌筒正转进料搅拌；通过油门、油泵控制手柄 5 5 的所扳角度大小，调节手动伺服阀 3 3 阀芯位置来改变双向变量柱塞泵 1 1 的流量，从 而改变马达的输出速度。当

7、液压系统过载时，高压安全阀 7 7 打开卸荷，部分液压 油回到闭式液压回路的低压侧，此时高压安全阀 8 8 不起作用。闭式回路的高压侧 的高压油推动梭阀 9 9 使闭式回路的低压侧高温液压油通过溢流阀 1010、液压马达、 高压柱塞泵的壳体回油管流回油箱进行冷却。2 2、液压系统主要液压元件明细表表 1 1 10m10m3混凝土搅拌车主要液压元件表序号名称型号规格数量厂家备注1 1萨澳双向变量柱塞泵PV23PV23 （右旋）1 1美国萨澳- -丹佛斯公司2 2萨澳定量液压马达MF23MF231 1美国萨澳- -丹佛斯公司3 3油箱55.35L55.35L1 1萨澳双向变量柱塞泵实际照片图参见图

8、 4 4 ;萨澳定量液压马达实物照片参见图 5 5；油箱参见图 6 6二、液压系统压力测试1 1、在线测试液压系统表 3 3 在线测试各压力表的技术数据压力表以及连接口说明A A测补油力表压0 0 6 6 MPaMPa泵接口螺纹 7/16-20UNF+O7/16-20UNF+O 型密封圈B B测系统压力表0 0 6060 MPaMPa马达接口螺纹 7/16-20UNF+O7/16-20UNF+O 型密封圈图 4 4 萨澳双向变量柱塞泵实物照片C C真空度表0 0 3 3 MPaMPa真空压力表 0.0060.0060.01MPa0.01MPaD D测壳体压力表0 0 1 1 MPaMPa马达接

9、口螺纹 7/16-20UNF+O7/16-20UNF+O 型密封圈注：1 1、米用耐震动的压力表2 2、可在各测试点配置端直通以及成套的采用测压接头以及测压软管和表头3 3、测真空度时需要在吸油管中另接三通接头。如图 7 7 所示，用开口扳手卸去柱塞泵的补油压力侧口的螺堵，在该处安装一个带软管的压力表 A A,螺纹尺寸为英制 7/16-20UNF+O7/16-20UNF+O 型密封圈，以测量补油泵 的压力值，其值为 1.61.61.731.73MPaMPa;卸下马达的系统压力测口的螺堵，在该处安 装压力表 B B,螺纹尺寸为英制 7/16-20UNF+O7/16-20UNF+O 型密封圈，测试

10、闭式回路系统的工 作压力，在最高转速下连续工作的压力为 2121MPsMPs，最高工作压力为34.534.5MPaMPa；补油泵入口处安装真空表 C C 以测取真空度，在一般情况下，补油泵吸入口处的最大 真空度不超过-0.003-0.003MPaMPa。再冷启动时，真空度超过-0.003-0.003MPaMPa是允许的。新的 过滤器在一般情况下使用，真空度在-0.001-0.001-0.002-0.002MPaMPa当真空度超过-0.005-0.005MPaMPa时应更换滤芯；压力表 D D 与马达的壳体上的泄油口相连，壳体最大压力为 0.280.28MPaMPa马达上的补油溢流阀设定值高于壳

11、体压力1.381.381.521.52MPaMPa，但要低于泵上补油溢流阀的压力值，从而保证闭式液压系统的高温液压油能够回到油箱中冷 却。2 2、离线简单液压元件性能测试测试工具：柴油、盆、棉布、待测泵、2727 开口扳手、1 1 升矿泉水瓶 2 2 个。(1) 补油泵的检测测试：将补油泵的吸油口朝上，将柴油注满补油泵进油口，观察 1 1 分钟并作记录，倒掉柴油，用棉布将泵擦拭干净。此数据与标准数据对比，来判断补油泵 的性能好坏。(2) 补油泵溢流阀的检测其测试方法：用开口扳手将该阀冒拆下，拆下阀芯观察阀芯与阀作的密封带 是否闭合或出现不同程度的磨损，来判断其是否有问题。(3) 马达的检测测试

12、方法：马达的进出油口的其中一个，口向上，将柴油的用矿泉水瓶的加满其中。观 察 1 1 分钟油面下降量，并记录。其值与标准的值对比，来判断马达的性能的好坏。（4 4）双向变量柱塞泵检测双向变量柱塞泵的进出油口的其中一个，口向上，将柴油的用矿泉水瓶的加满其中。观察 1 1 分钟油面下降量，并记录。其值与标准的值对比，来判断双向变 量柱塞泵的性能的好坏。三、液压油的选择与液压系统的清洗1 1、液压油的选择液压油的选择液压油的选择依据液压系统的额定工作压力选择液压油的种类，依据工作环境选择液压油的牌号。由于该系统的工作压力是21MPa21MPa 工作环境是野外作业环境温度变化很大，所以该系统夏季选择

13、68#68#抗磨液压油，冬季使用 46#46#抗磨液压 油，严寒地区使用 32#32#低温抗磨液压油。本液压系统建议采用 46#46#或 68#68#长城抗 磨液压油，清洁度满足 ISO4406ISO4406 18/1318/13 即NAS16389NAS16389 级或更高。往油箱加油时一 定要使用 1010 卩过滤精度的滤油机加油，绝对禁止使用废油。2 2、液压油更换当液压系统第一次使用开始到 100100 小时后，应该更换液压油， 第二次使用开始到 500500 小时后，更换液压油，此后应该每使用 10001000 小时后就更换液压油，如油箱为通气孔油箱，应该 500500 小时 间隔更

14、换液压油。更换液压油的最多时间不得超过 1 1 年；如果液 压油混入水，形成乳化状或因温度过高，油液颜色变黑并有异味， 杂质超过一定限度时，都要更换液压油。更换或补充的液压油必须是同牌号的，并且需经过过滤精度 1010 卩的滤油车（滤油车参见 图 8 8）过滤，液压油更换的同时也应该更换进、回油过滤器。滤油车图 8 83 3、液压系统的清洗（1 1）油箱的清洗方法本液压设备采用的是封闭的油箱以减少污染的进入并在油箱设置一个排油口。当油液受污染时，因更换液压油并对油箱进行彻底清洗，其方法为：打开油 箱的排油口将闭式回路中的废油排净， 如图 6 6 所示。将油箱的出油口和回油口的管接头拆下，分别与

15、高精度过滤车连接，高精度过滤车外观图参见图8 8。如果油箱污染严重则需更换新的油箱， 油箱清洗后要同时更换吸、 回油和加油口的过滤 芯。(2)液压系统的清洗方法 当液压油受到污染时就要更换新的液压油，同时也要清洗整个液压系统， 防止有废油存在管路中污染新的油液。 其清洗的方法是： 打开双向变量柱塞泵和 定量马达的上端的泄油口，向壳体内注入灌满经过1 10 0 卩高精度的滤油车过滤的液压油。将补油泵的吸油管路与另外一个干净油箱的出油口相连， 并将同牌号的 液压油过滤后注入此油箱，在确保油泵控制手柄在B B (中)位的情况下，启动发动机，使发动机转速达到正常操作速度 , , 使补油泵正常运动，慢慢

16、拉动双向变量 泵油门、油泵控制手柄，使定量马达慢慢的正转或反转， 让系统中充满新的液压 油对闭式回路进行冲洗。清洗完后，将系统中的液压油排净，把补油泵与清洗后 的油箱连接， 再次往双向变量柱塞泵和定量马达的壳体注油，启动发动机试车达 到使用要求后，停止发动机，安装好双向变量柱塞泵和定量马达泄油堵头，检查 液压油箱油位，完成调试，系统可再次投入使用。( 3 3)液压系统清洗时注意的事项1一般液压系统清洗时， 多采用工作用的液压油或试车油。不能用煤油、汽 油、酒精、蒸气或其它液体，防止液压元件、管路、油箱和密封件等受腐蚀；2清洗过程中，液压泵运转和清洗介质加热同时进行。清洗油液的温度为(50-65

17、50-65)C时，系统内的橡胶渣是容易除掉的；3清洗过程中，可用非金属锤、棒敲击油管，可连续地敲击，也可不连续地 敲击，以利于清除管路内的附着物；4液压泵采用间歇运转方式， 有利于提高清洗效果， 间歇时间一般为(10-3010-30) min;min;5在清洗系统回路上，应加装过滤器或滤网。刚开始清洗时，因杂质较多， 可采用 8080 目滤网，清洗后期改用 150150 目以上的滤网；6清洗时间一般为(48-6048-60)小时， 要根据系统的复杂程度、 过滤精度要求 和污染程度等因素决定；7为了防止外界潮气引起锈蚀，清洗结束时，液压泵还要连续运转，直到温度恢复正常为止。8清洗后要将回路内的清

18、洗油排除干净。四、常见故障的产生及排除方法故障是设备在寿命周期过程中必然要发生的现象， 它使设备暂时或永久的丧 失其功能。 液压系统的故障往往是系统中某个元件产生故障所造成的，因此，需 要找出发生故障的元件，就能排除液压故障。1 1、常见液压故障的产生及排除方法（1 1）搅拌罐只能正转不能反转如图 3 3 当扳动油门、油泵控制手柄 5 5 时，搅拌罐只能正转进料搅拌，没 有反转卸料。原因：当扳动图 3 3 中油门、油泵控制手柄到卸料位置 C C 时，油泵拉杆 4 4 拉动 油泵伺服摇柄 2 2 向右移动，此时连接图 3 3 油泵伺服摇柄 2 2 和图 2 2 手动伺服阀 3 3 的 销钉因折断

19、不能使手动伺服阀 3 3 的阀芯向右移动， 导致双向变量柱塞泵 1 1 的控制 斜盘的伺服缸不动作， 使得双向变量柱塞泵不排除油液，马达只能正转不能反转， 因此搅拌罐只能进料搅拌不能反转卸料。排除方法： 拆开闭式回路中的萨澳双向变量柱塞泵， 更换萨澳双向变量柱塞 泵伺服手动伺服阀3 3（参见图 4 4）的销钉。（2 2）正、反转都不能旋转原因分析： 利用图 2 2 分析可知，在油泵伺服摇柄 2 2 处在中位时，双向变量柱 塞泵的排除的流量为零， 闭式液压系统不工作， 此时补油泵向闭式回路的两侧供 油，系统的压力由补油溢流阀 4 4 调定，造成此压力低的途径有： 补油溢流阀损 坏；补油泵内泄；双

20、向变量柱塞泵内泄；定量马达内泄；伺服阀主进油 口由于密封圈损坏而泄漏等。排除方法：1 1）连接好测量补油压力的油管和压力表， 起动液压系统， 图 3 3 双向变量柱塞 泵伺服摇柄 2 2 处于中位调整并观察补油压力是否发生变化 , , 若补油压力提高，就 说明补油溢流阀的调定压力低，调好即可。2 2）拆下补油泵，对其用“离线简单液压元件性能测试中补油泵的测试方法”进行测试其质量3 3）双向变量柱塞泵和马达的测试参见 “离线简单液压元件性能测试” 相应的部分进行测试。2 2、常见的其它故障排除其它故障参见表 4 4表 4 4 故障排除总表常见故障原因解决措施罐体搅拌筒无法达到最高转速发动机转速过

21、低选择合适的发动机转速补油压力设定不正确停机，在液压油的补油压力口安装压力表，在发动机转速为 1500RPM1500RPM 吸油管油温为 5050 3 3C的条件下检测如果压力过低顺时针调整溢流阀，压力高，逆时针调整溢流阀。吸油过滤器堵塞，造成稀有不足。检查吸油压力，如果过高则更换过滤器。系统油温过高油冷器太脏，影响冷却效果。清洁油冷器冷却风扇温控开关、电机失效。更换温控开关、电机。负载增加时，罐体转速下降如果负载增加时，补油压力下降，罐体转速将下降。更换液压泵和液压马达流量太小管路堵塞，滤芯失效清洗管路或更换滤芯漏油机件或管路磨损修复或更换机件接头松动拧紧接头五、液压设备的管理设备管理的好坏

22、关系到产品的质量、成本，关系到安全生产，关系到企业生产资金的合理利用。设备的维护是设备管理中的一个重要环节， 对液压设备进行 定期保养、预防性维护，进行有计划的检修，可以使液压设备经常处于良好的性 能状态，并发挥应有效能。1 1、对液压系统中液压油的保养液压系统的故障有 70%70%是有液压油的污染造成的。液压油受到污染就会影响 搅拌车的正常工作，并影响液压件（泵、马达）的使用寿命，严重时会损坏泵和 马达。所以要定期检测液压油的品质， 检查液压油是否受到空气污染、 磨料污染、 氧化变质、进水变质的影响，如有就要对液压油进行更换，对零件进行清洗。防 止液压油变质要经常定期检测： 液压系统油液的污染度， 密封装置的的磨损或损 坏，管路接头连接处是否有松动或漏油，系统的工作温度、压力，还要注意液压 油物理性能的变化，保持液压油的物理性能的稳定性。 这样可延长液压系统