混凝土泵车主液压缸溜缸故障分析

混凝土泵车主液压缸溜缸故障分析

混合混凝土泵车是混凝土施工中常用的一种工艺，而建模系统是其技术的关键。液压系统工作负荷重,如对其保养、维修重视不够,容易导致发生故障。1料斗方向缓慢移动某52m混凝土泵车出现主液压缸溜缸,首次泵送时憋压的故障。具体表现为分动箱结合后,空载不泵送时,左侧主液压缸活塞向料斗方向缓慢移动,10min移动距离200mm。此过程中右侧主液压缸不运动,造成两主液压缸无杆腔内油量变多,首次泵送时出现一侧主液压缸运动到底,另一侧主液压缸未到达接近开关感应位置的现象,造成憋压,泵送系统压力表显示32MPa,达到溢流压力。2故障分析、诊断和解决措施2.1液压系统的组成混凝土泵车是一种利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械。混凝土泵车通过动力分动箱将发动机的动力传送给液压泵组或者后桥,液压泵推动活塞带动混凝土泵工作。然后利用泵车上的布料杆和输送管,将混凝土输送到一定的高度和距离。该泵车液压系统工作原理如图1所示,低压泵送工况时,主换向阀3换向后,主液压泵A1和主液压泵B2一端油口输出高压油,经高低压切换阀5进入左主液压缸9的有杆腔,左主液压缸9运动,左主液压缸9无杆腔的油通过高低压切换阀5与右主液压缸11无杆腔互通(称为联通腔),带动右主液压缸11运动,右主液压缸11有杆腔的油经高低压切换阀5回到主液压泵A1和主液压泵B2的另一端油口。左主液压缸9和右主液压缸11油塞杆分别与左右砼活塞相连,带动左右砼活塞运动,使砼缸内的混凝土吸入和泵出。恒功率阀4用于限制两液压泵的功率。每个主液压缸的行程两端都有补油单向阀10,其作用是当主液压缸活塞运动到单向阀两端油口的中间(称为缓冲区)时,使高压腔的油向低压腔流动,以防止联通腔(封闭腔)的油量过多或过少。两主液压缸的尾部都有退砼小液压缸,其作用是当退砼电磁阀12得电时,退砼小液压缸内的油回到油箱,使主液压缸的活塞可以继续向下方运动,将砼活塞从砼缸中带出,以便检查和更换砼活塞。高低压切换阀5由电磁换向阀8、2个单向阀7和6个插装阀6组成,实现高低压泵送的切换。2个单向阀7用于引入主液压泵和恒压泵的压力油,通过电磁换向阀8控制6个插装阀6的开启和关闭,使两主液压缸的有杆腔相通(高压泵送)、无杆腔相通(低压泵送),有杆腔和无杆腔都不通(闭锁状态)。恒压泵18的油进入蓄能器13,通过摆缸换向阀15使摆缸运动,摆缸带动摆阀机构实现吸入侧的砼缸与料斗内的混凝土相通、同时泵出侧的砼缸与输送管相通。卸荷电磁阀16的作用是使蓄能器内的压力油卸荷。溢流阀17起安全阀的作用。2.2压力油从以上原理分析可以发现,分动箱结合后,空载泵送时,一侧主液压缸溜缸,说明主液压缸无杆腔内有油进入,分析可能有以下几个原因:(1)主液压缸上补油单向阀关闭不严,液压油通过单向阀从无杆腔进入有杆腔。(2)退砼小液压缸泄漏。正常泵送时,恒压泵及蓄能器的油通过退砼电磁阀进入退砼小液压缸,使退砼小液压缸内有高压油,如果退砼小液压缸与主液压缸的密封出现问题,液压油会泄漏到主液压缸无杆腔内。(3)主液压缸内泄,液压油从有杆腔进入无杆腔。经测试,在主液压缸溜缸过程中,主液压缸无杆腔和有杆腔压力变化为:无杆腔压力在2.4~2.6MPa,有杆腔压力在2.8~3.0MPa,主液压缸有杆腔压力高于无杆腔压力,可能因主液压缸内泄液压油从有杆腔进入无杆腔。由于无杆腔面积大于有杆腔面积,可能造成主液压缸伸出溜缸。(4)高低压切换阀问题。高低压切换阀工作时,应该有3个插装阀开启、3个插装阀关闭,如果关闭的阀中其中一个不能完全关闭,将会出现主液压缸无杆腔与有杆腔窜通,导致有杆腔的油进入无杆腔。2.3插装阀关闭情况(1)判断主液压缸上单向阀是否关闭不严。测试方法:将主液压缸运动到中间位置,使主液压缸活塞离开主液压缸两端的缓冲位置,此时主液压缸仍有溜缸现象,此原因排除。(2)判断退砼小液压缸是否泄漏。测试方法:将控制开关打到退砼位置,此时退砼小液压缸内无压力,仍出现主液压缸溜缸现象,此原因排除。(3)判断主液压缸是否内泄。为判断主液压缸是否存在内泄,进行了以下试验:1)将两主液压缸上的截止阀关闭;3)将主液压缸无杆腔胶管从高低压力切换阀上拆下;5)启动泵车,分动箱结合后,左侧主液压缸拆开的油管有液压油流出,右侧不出油;6)提高发动机转速,左侧主液压缸拆开的油管液压油流出量增大;7)将左右主液压缸截止阀对调,仍然是左侧主液压缸拆开的油管有液压油流出,右侧不出油。说明截止阀没有问题,左侧主液压缸内泄。(4)判断是否为高低压切换阀问题。为判断插装阀是否存在关闭不严的问题,进行了以下试验:1)在进行上述试验的第5)步时,同时观察到高低压阀右侧油口出现漏油现象,初步判断为右前侧插装阀(图1中A)关闭不严;2)将插装阀1和插装阀2对调,高低压阀右侧油口漏油现象消除,进一步说明右前侧插装阀关闭不严。插装阀的结构如图2所示,控制油口X与回油相通时,阀芯3在弹簧2作用下,使阀芯3下部的外锥面与阀套4的内锥面紧贴,如果A口或B1和B2口的压力达到弹簧2的设定力时,推开阀芯2,A口的油与B1和B2口接通;弹簧的设定压力较低(0.05MPa),因此在控制油口X与回油相通时,A、B1、B2口有高于0.05MPa的油时,A口的油与B1和B2口都会接通。此为插装阀的开启状态。控制油口X口通高压油时,推动阀芯3向下移动,使阀芯3下部的外锥面与阀套4的内锥面紧贴,使A口的油与B1和B2口断开,由于阀芯3上部控制油的作用面积远大于下部油口的作用面积,因此阀芯3很难被打开。此为插装阀的关闭状态。插装阀关闭不严有3种原因:一是关闭状态时控制油路没有接通高压油;二是阀芯卡死;三是阀芯下部的外锥面与阀套的内锥面密封不严。通过更换插装阀可以排除故障,说明控制油路没有问题。对故障插装阀拆解后,发现插装阀阀芯密封锥面存在磨损现象,在插装阀关闭位置不能实现液压油的完全封闭。同时发现插装阀阀芯上有大量颗粒物,造成插装阀阀芯密封锥面异常磨损。2.4元件更换后的泵送情况综合上述分析,为排除故障,更换左侧主液压缸和插装阀1,元件更换后,主液压缸溜缸和开始泵送时憋压现象不再出现,实际泵送作业时设备工作正常。为避免插装阀再次磨损,对液压油进行了过滤。3确定故障诊断的方法,先从整体上把握对故障件进行检测。对于内综上所述,处理液压系统的故障时,应首先熟悉液压系统原理,分析故障现象和可疑点,再