汽车起重机液压故障诊断与维修(吴丽西).doc

昆明工业职业技术学院毕业（专业技术）论文汽车起重机液压故障诊断与维修姓名：吴丽西学号：2008212803专业：机电设备维修与管理年级：2008级机电设备维修与管理（1）班指导教师：杜宝林职称：机械工程师摘要：随着国家现代化建设的飞速发展，科学技术的不断进步，现代施工项目对汽车起重机的要求也越来越来高，高、深、尖液压技术在汽车起重机上的应用也越来越广泛。全液压汽车起重机的特点，液压起重机主要回路，液压系统常见的故障原因，系统压力不足和液压自行缸回缩故障的诊断及维修方法。关键词：汽车起重机 液压系统 故障诊断 维修概述：随着国家现代化建设的飞速发展，科学技术的不断进步，现代施工项目对汽车起重机的要求也越来越高。而汽车起重机是各种工程建设的重要设备，是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械设备，在工业和民用建筑中作为主要对施工机械而得到广泛应用。汽车起重机液压系统主要回路由支腿收放回路、回转机构回路、起升机构回路、吊臂变幅回路等五部分组成。下面对液压转向故障、转向助力机构故障、支腿收放液压支路故障、维修换向阀的调整与修理分析对起重机液压系统，要确保工作牢靠和保险最为主要。一、汽车起重机液压转向故障某多田野TL-250E型汽车起重机工作中出现转向沉重、吃力的故障。该机液压转向原理如图8-1所示，属分体液压助力系统，主要由叶片泵、节流阀、安全阀、控制阀和助力缸等组成。叶片泵的额定工作压力为12。5Mpa，排量为17mL/r转速为3703700r/min.经初步检查，转向机构各润滑处均正常，无异常响声和磨损。然后从油箱开始逐一的进行了检查：油质、油量及吸油滤网均正常，拆检叶片泵上的安全阀和节流阀，结果也正常；解体叶片泵后，因无标准数据及测量工具，肉眼无法看出问题；拆检控制阀和助力缸，也未发现问题。装复后换上新油（8号液力传动油），故障依旧。但在拆卸叶片泵时有一现象却使人生疑，即当从叶片泵中取出转子时，叶片随即从转子槽中全部滑出，使人觉得转子上的叶片槽间隙过大，叶片泵失效了。为此，在图8-1中的A处将油路断开，并在断开处前端街上压力表，进行了压力测试。当发动机的转速为额定转速时，起始油压为10Mpa,8min后为6Mpa，10min后只有4Mpa,而标准值只有12.5Mpa。上述油压随着时间的延长而逐渐下降的现象，说明随着时间的延长，油温不断升高（当时气温为30），油液黏度不断下降，加之叶片与槽的间隙严重超差使泵內泄加剧而导致压力逐渐下降，由此正式前面的判断是正确的。更换新叶片泵后，故障现象消失。 二、汽车起重机转向助力机构故障某公司有一台浦沅QY50H型汽车起重机出现了方向机转向沉的现象，判断其转向助力液压系统出现了故障，更换齿轮泵，方向机一侧方向的转向性能有所改善，但另外一侧的转向未见好转。又对换向阀进行了解体，解体后发现阀体出现划痕，阀芯、阀面损坏。更换换向阀后检查液压油，发现液压油中有金属屑，且滤芯上杂质较多。更换液压油和滤芯，清洗液压系统，转向系统恢复正常。8.2.1系统原理 该汽车起重机转向助力机构液压原理见图82.该系统液压油箱安装于发动机右前方，液压泵直接安装于发动机上。进油滤芯位于油箱底部，单向阀位于齿轮泵上，溢流阀和换向阀位于整体式转向机内，转向机由涡轮蜗杆和联动的H机能换向阀构成。通过阀芯和单向阀的液压油进入齿轮泵，由齿轮泵向转向器供油。转向器内部的分配阀位H机能的二位四通阀，不操作时阀芯自动回到中位，液压油回油箱；工作时，通过方向盘控制阀芯位移，改变系统流量和方向，压力油从缸左侧向右侧进入，实现缸活塞杆伸缩，从而推动或向后拉动转向连杆机构，实现助力转向。当方向盘打到底或定位于一定角度时，为限制系统工作压力，转向机内部的溢流阀溢流 。8.2.2故障分析结合转向助力系统故障的表现形式和系统原理图，仔细排查系统中的每个元件。首先检查齿轮泵的输出压力，发现输出压力降低。齿轮泵经过较长时间的使用和磨损，内泄增加，传递到助力液压缸的压力下降，导致起重机转向逐渐发沉。齿轮泵磨损产生的金属屑进入液压油循环系统。随着时间的推移磨损越来越严重，产生的碎屑越来越多，流经换向阀时划伤阀芯和阀体的结合面，破坏了密封，损坏了换向阀。回到油箱的液压油流经滤芯时，部分杂质附着在滤芯上，导致滤芯损坏。齿轮泵出现故障时，一般会有以下几种现象：a、泵出油管与正常时比较压力低;b、转向逐渐发沉；c、油箱液压油液出现翻腾；d、检查发现液压油箱金属颗粒增多。滤芯堵塞时一般会有如下现象：液压泵吸油时发出空吸响声；在方向机进油口油管处检查，可发现油管内油流脉动现象较强烈(正常时平稳有力)。方向机换向阀出现故障时一般会有如下现象：液压阀窜油，方向盘一侧轻松，另外一侧沉重；正常时转向无力，而起重机支车后明显感觉方向盘转向变轻。助力液压缸发生故障时的判断：外泄漏或内泄，内泄主要为密封磨损、窜油引起；排除泵和方向机故障后，将起重机转向机球头摘除，利用助力液压缸转向，如液压缸不动作或动作迟缓可判断为液压缸窜油；摘除液压缸一侧的固定装置，方向盘位于中间位置，人工推、拉液压缸，如可轻松推动液压缸，则证明内部窜油（应先排除阀芯窜油）。8.2.3改进为杜绝今后该型号汽车起重机出现类似故障，应做好以下工作：定期检查和更换滤芯；定期检查液压油，发现液压油碎屑较多和污染较严重时，及时更换；对出现转向困难的汽车起重机及时维修，防止齿轮泵损坏后产生碎屑，进一步扩大故障范围；考虑在转向系统油箱内放置磁铁装置吸附金属屑。三、汽车起重机支腿收放液压支路故障8.3.1工作原理与故障现象 图8-3为QZ-8型汽车起重机支腿收放支路的液压系统图。由于汽车轮胎支承力有限，且为弹性体，故在起重作业前必须将前、后支腿放下，使汽车轮胎架空，用支腿承重，以保证作业安全；在汽车行驶时又必须将支腿收起。 当手动换向阀A在左位工作时，液压泵输出的压力油经阀A和液控单向阀进入前支腿液压缸的无杆腔，推动活塞下行，使前支腿放下；当阀A 在右位工作时，压力油经阀A 和液控单向阀进入前支腿液压缸的有杆腔，推动活塞上行，使前支腿收起。为了确保支腿停放在任意位置时能可靠的锁住，在油路中设置了由液控单向阀组成的双面液压锁。当阀A 处于中位时，液压泵卸载。手动换向阀B用来控制后支腿液压缸的收放动作，其工作原理与前支腿液压缸相同。系统在工作过程中，虽然放下了前、后支腿，但不能托起车身，使轮胎架空。8.3.2推理分析从故障的症状到找出故障发生的真实原因，可按3个步骤进行：从故障的症状，推理出故障的本质原因；从故障的本质原因，推理出可能导致故障的常见原因；从常见原因，推理出故障的真实原因。液压缸不动作的故障，其本质原因是缸内油液不足或运动阻力太大，以致液压缸不能推动负载运动。液压缸、溢流阀、换向阀、管路系统和液压泵都可能出现故障，造成压力不足；而某一方面的故障，又可能是由于不同原因引起的。液压缸严重漏油、负载过大或摩擦阻力太大、进油口被堵塞都会造成压力不足；溢流阀调整压力太低、主(导)阀弹簧失效或太软、导阀与阀座密封不良、主阀芯阻尼孔堵塞等原因也会造成压力不足；换向阀不能换向、油箱油量不足；油路阻塞等原因，仍然可使压力不足；液压泵是动力元件，泵的流量不足或容积效率太低，同样会造成压力不足，以至于推不动负载。液压泵转速不够、泵内混入空气、排量过小或吸油口漏气都会使泵的流量不足，泵的密封失效、泵内摩擦副严重磨损都会使容积效率过低。在对上述故障的发生规律有了一定的认识之后，就可绘制故障分析方框图，其目的是将现场故障分析及排除的过程按合理的方式和步骤确定下来，以便寻求最佳途径，用推理方法从可能的常见故障原因中找出一个或几个故障的真实原因。汽车起重机支腿收放液压系统故障分析方框图如图8-4所示。由故障的本质原因逐级推理出故障的常见原因，有赖于理论知识的学习和工作经验的积累。 8.3.3现场检测进行现场检测的方法有以下几种1.1.1仪表分析法。液压系统发生故障，液压装置的性能必然发生变化，这一变化将通过特征参量表征出来。特征参量有压力、流量、温度、执行机构的运动速度、噪声、油液状态（污染程度、黏度等）及泄露等，其中以压力这一参量最为重要，它对液压状态的变异十分敏感。用压力表测试系统有关部位的压力来判断其状态，是最为普遍的故障检测手段。测量不同参量时，应根据现场条件和控制精度的要求，选择不同的测试仪表。1.1.2部分停止法，即暂时停止液压系统某部分的工作，观察对故障症状的影响。1.1.3试探反证法，即试探性地改变液压系统中部分工作条件，观察对故障症状的影响。如液压缸不动作时，除去液压缸的外负载，查看液压缸能否正常动作，便可反证是否由于负载过大造成液压缸不动作。1.1.4比较法，即用标准的或合格的元件代替系统中相同的原件，通过工作状况的对比，来判断被更换的元件是否失效。8.3.4诊断路线1.1.1根据由简到繁、由易到难的原则，首先检查邮箱的油量、液压缸的外泄漏、过滤器和管路是否堵塞。经过检查，可知油量充足，液压缸无外泄漏，过滤器和管路无堵塞。1.1.2检查液压缸故障。由于支腿液压缸可以放下着地和收起，说明换向阀可换向，液压缸没有被卡住。采用“试探反证法”，将支腿液压缸放下但不着地，静止一段时间，液压缸的活塞仍然停止在原位，说明液压缸无内泄漏，液压缸无故障。1.1.3检查溢流阀故障。首先检查是否调整压力太低。采用“仪表分析法”，将溢流阀全打开，启动液压泵，使换向阀A工作在左位，逐渐旋紧溢流阀的调压手轮，观察压力表的变化：无论怎样旋紧调压手轮，压力表指示的最大压力仅为6MPa，无法达到泵的工作压力（21MPa），说明压力上不去。溢流阀压力调不高，可能是溢流阀故障，也可能是其他原因。为了避免误将合格的溢流阀解体检查采用“比较法”，即将溢流阀卸下，换上同型号的备用溢流阀。重复上述检查过程，发现最大调整压力仍然只有6MPa。由此可见，溢流阀无故障。1.1.4检查液压泵的故障。排除上述可能的故障原因之后，已可断定故障的真实原因在液压泵。卸下液压泵，解体进行检查，看到缸体与配油盘、柱塞与缸体均有不同程度的磨损。磨损造成液压泵严重内泄漏，使液压系统的压力上不去，导致支腿液压缸不能托起车身。换一个相同型号的液压泵，故障便得以排除。四、汽车起重机的维修换向阀的调整与修理换向阀的工作原理是：滑阀在阀体内移动变位，接通不同方向的油路，从而使液压缸实现往复运动和液压马达的左转、右转与停止。一般汽车起重机的伸缩机构和变幅机构都应用三位四通换向阀，有的起升机构和回转机构也用三位四通阀，有的则用三位五通阀或三位六通阀。换向阀的位置数量表示各通油口之间连接状态的数量，其中，三位四通阀的中间工作位置称为中立位置。换向阀中立位置时各通油口的连接情况是它的一个重要特征（见表81）表8-1 两种换向阀中位时各通油口的连接情况滑阀机能代号状态中位符号中位时的性能及用途O中间封闭 各油口全部封闭，系统保持压力；A、B两口处于锁紧状态，使工作机构停留在任一位置。适用于一个液压泵供给数个液压缸的液压系统MP、O连通 中位时，A、B油口封闭，P、O连接，可将液压缸或马达锁住在一定工作位置，液压泵来油直接回油箱。使用该阀的此种形式时可以几个串联使用8.4.1手动换向阀中位时通油口位置的微量调整 某刚材批发部优一台QY8型汽车起重机，不久前因原换向阀漏油严重而换了新阀，但使用时间不长却又出现了其他故障。当用手扳换向阀阀杆，将其停在总行程前部约1/5处并加大油门时，就会出现异常噪声，严重时即出现爆管或高压胶管从管接头上崩下来，这样的故障已出现了几次；而如果驾驶员在操作时能快速地扳过此位置或减小油门，即可避免出现此故障。分析认为，问题可能出现在阀杆上某油槽位置相对于阀体（铸造）油槽位置的尺寸误差上，也即是阀体或阀体的回油槽位置加工误差所致。如果真如此，当缓慢且短距离扳动阀杆时，阀的进、出油口在刚开始的某一小段距离内甚至某一点上就不能同时开启，即高压油路（来油）已通而回油路却未通，在此瞬间若阀杆停止不动且加大油门时，必然会出现憋压以致产生上述故障。排除这种故障的方法：一是更换新阀，二是修正阀杆回油槽在中立工况下的位置。修正阀杆回油位置的方法有两种。1.1.1方法I 将有问题的阀片拆下，洗净，画出阀片内孔各油槽的相对位置简图（见图85），找到阀杆在阀片中中立位置的基准且标在简图上，再测出阀杆油槽的精确位置和宽度并在简图上标出，然后通过计算或将阀杆的几个工作位置在简图上逐一画出，但必须精确，这样就可以找到阀杆移动时所控制的进、出油口在瞬间不能同步的位置。在阀杆上标出这个位置后用磨床或车床将有问题的回油槽稍微加宽一点即可，即将回油槽一侧（边）阀杆上阻挡回油的肩头处倒30或45角，倒角轴向边长应根据尺寸计算决定，切不可过大，否则将造成换向阀不能使用。根据经验，倒角边长尺寸为0.5mm左右，最大也不能超过0.8mm。如果没有机床，在转动比较平稳的砂轮机上也可以完成这项工作。1.1.2方法 若认为采用方法不便，可采用加圆垫片的方法确定阀杆倒角的准确位置（见图86）。预先加工出厚度分别为0.5mm和0.8mm的两组圆垫片，每组一大一小共两个，大垫片用来移动阀杆，小垫片用来防止阀杆窜动。用于左移的大垫片内径略大于阀杆直径D，外径略小于或等于图85中后盖10的内径大；小垫片外径略小于图86中后盖时的里端内径小，内径等于或略大于阀杆前端直径d。如欲将阀杆中立位置左移，就将大垫片垫在弹簧座B基准面后面，小垫片垫在弹簧座基准面A后面（这样，阀杆的中立位置就会左移，而阀杆仍能保持左右没有自由窜动量，如果只垫大垫片，阀杆就会有自由窜动量）；如欲将阀杆向右移动，就将大垫片垫在弹簧座基准面A后面，将小垫片垫在弹簧座基准面B后面，这样，阀杆的中立位置就会向右移动。每次加装垫片后（左、右各有2种厚度的垫片，共有4种状态）均须装机试验，最多4次就能找出阀杆油槽阻碍低压回油处（对应a腔或b腔）；然后，对阻挡回油的轴肩处进行如同方法I那样的倒角处理即可，但倒角后切不可忘记将所加的垫片取下来；如果加垫片后，阀杆的动作正常，可暂时使用。l 8.4.2换向阀9阀杆（滑阀）磨损后的修理 换向阀 （特别是手动换向阀）的阀杆（滑阀）磨损后，与阀 体孔的配合间隙增大，通油口处密封性能降低，液压系统出现内泄，承载能力下降（或变位），内泄严重的将造成事故。若1个多路换向阀的阀片仅有一、二片磨损较严重，以往阀片磨损后，一概换新，目前修理的较多起来。对其进行修理经济上合算，技术上也可行。修理时，先将阀体孔等洗净，进行精确测量；然后按照所测得的尺寸，制作研磨心轴（见图87）。用研磨心轴对阀体进行研磨时，先将阀体固定且使阀体孔处于垂直状态，后将钢筋棍穿在铰把轴孔中，用于提拉研磨心轴，且在提拉的过程中应注意左、右旋转，尽量使孔被被研磨得均匀些，重点恢复阀体孔的圆度。研磨后，对孔进行精确测量，按照测得的尺寸制作新阀杆，并进行调制处理，最后精磨成型。如果阀片经修理后，根据所测得孔的尺寸，原来的阀杆还能用，就用原来的；如果阀杆变细，可电镀修复，电镀前可将阀杆外径车去0.2mm，电镀后按新的尺寸要求对阀杆进行磨削即可。8.4.3换向阀出油口密封性的检测 在汽车起