翻车机液压系统故障解析.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ， 2 0 l 3年 第 0 6期 翻车机液压系统故障解析 奎 f 大连华锐重工集团股份有限公司 洋 液压装备厂 ， 辽宁 大连1 1 6 0 3 5 摘要 翻车机液压系统是 翻车机机械的一个重要组成单元 ， 它在现场调试和投入使用阶段极 易由各种原 因引发故障 ， 该 文主要对 翻车 机液压系统现场 出现 的故障进行分析 ， 并给予解决措施。 关键词 液压 系统 ； 压力信 号丢失 ； 发热 ； 油液污染 中图分类 号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 6 0 0 4 4 0 3 F a i l u r e An s i s o f Hy d r a u l i c S y s t e m f o r Ca r Du mp e r L I Ya n g D a l i a n Hu a r u i He a v y I n d u s t r y G r o u p C o ． ， L t d ． ，H y d r a u l i c E q u i p me n t Wo r k s ， D a l i a n 1 1 6 0 3 5 ， C h i n a Ab s t r a c t Ti p p e r h y d r a u l i c s y s t e m i s a n i mp o r t a n t c o mp o n e n t u n i t o f e a r d u mp e r ma c h i n e ． I t i s d e b u g g i n g a n d p u t i n t o u s e s t a g e o f e a s i l y b y v a r i o u s c a u s e s o f f a i l u r e i n t h e fi e l d ． T h i s a r t i c l e ma i n l y f a u l t o f h y d r a u l i c s y s t e m o f c a r d u mp e r i s a n a l y z e d a n d g i v e s the s o l v i n g me a s u r e s ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c s y s t e m； p r e s s u r e s i g n a l l o s s ； f e v e r ； o i l p o l l u t i o n O 引言 翻车机是用来翻卸车辆里的煤及矿石等货物的设 备 ， 应用于火力发 电厂 、 钢厂和港 口码头等单位。除部 分全机械式系统外 ．大部分翻车机的主要的动作全部 采用先进的液压系统控制 ． 它具有整机运行 自动化、 压 力低、 对车皮损害小等优点 ， 可以说液压系统是翻车机 的一个核心 ．然而液压系统在初期调试和长期运行过 程 中会 由人操作上的失误 ， 安装调试不 当、 产 品元件质 量不过关和用户维修不当等各类 因素引发液压系统故 障 ， 进而 出现系统失压 、 发热 、 严重 的出现 车皮撞断压 车油缸、 车皮脱轨等重大事故的发生。 l 案例分析 以下分别列举 出国内几种翻车机液压系统在使用 过程 中出现故障的几个案例并加以分析 1 ． 1 压车装置压力继电器信号不稳定 分析 1 首先排除液压系统是否有漏油、 油缸 内泄 、 压力继电器插头接触不 良现象发生 分析 2 对于点压式 F Z 2 5 、 F Z 1 1 0型翻车机所配 备 的液压系统 ， 其压车原理如 图 1 所示 ． 检测压车梁是 否压到车皮上 ． 在压车 阀组中设置了压力继电器 ． 当压 车梁压到车皮上时发出压力信号 ．表明压车梁动作到 收稿 日期 2 0 1 3 0 4 3 0 作者简介 李洋 t 9 8 5 一 ， 男 ， 吉林公 主岭人 ， 助理工程师 ， 大学本科 ， 现从事 液压系统设计工作 。 4 4 位 ， 这是一个很重要 的连锁条件 。压车梁在没压到车皮 前的运动过程 中．由于负载非常小 ，液压系统压力很 低 ． 当压车梁压到车皮上后 ， 液压系统压力会升高至工 作压力 ．压力继 电器设定值应该高于压车梁运动过程 中克服阻力所需 的压力 ．这样不会出现压车梁一动作 压力继 电器就发出信号 但又要低于系统设 定 的工作 匿 主蓥里 1 4 O 8 0 1 0 5 7 图 1 压 车原理 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． O 6 ．2 0 1 3 压力值 ．避免 出现压车梁动作到位后压力继电器一直 发不 出信号 。压车系统一般压力设定为 4 MP a ． 假如压 车梁压下动作过程 中克服阻力所需工作压力为 2 MP a ． 则应 当将压 力继 电器设 定 在 2 ～ 4 MP a之 间 ．最好 在 3 MP a左右 这个案例是调试人员或者维护人员最容易 忽视的， 因此需多加注意 。 1 ． 2 翻车机在翻转过程中靠车信号时有时无 分析 1 在翻车机操作室监测 翻车机运转 ， 时常发 现翻车机在翻转过程中靠车信号时有时无 ． 操作者误 以 为液压系统泄压 为此加以判断， 首先检测液压系统靠 车阀组联接管路是否存在漏油处 ． 然后检测限位开关是 否 良好 。 确认 以上 问题不存在的基础上 ， 进一步分析。 分析 2 靠车油缸正常靠车伸出时间为 2 ～ 3 s 。 即此 时触碰后 限位 ． 为 了让八个靠 车油缸全部靠在车皮上 ， 程序上做一个延时。 例如某现场延 时设定为 4 s 。现场试 验 。在 4 s 的基础上在逐级加 5 0 m s 、 l O O ms直至 2 0 0 ms 的时间 ． 此时检测靠车信号已经完全没有 。 这说 明在 4 s 的延时过程中感应铁在限位开关感应区域边缘 ． 4 ． 2 s 就 出感应范围。因为常规靠板终点限位开关为 N i 8 一 M1 8 一 A P 6 X ． 这种开关有 8 mm感应 区域。如果感应铁在感应 区域 内 ， 那么靠车信号稳定 ， 而一旦处于感应边缘 ， 那 么在 翻车过 程 中随着振动 就会造 成感应信 号 时有 时 无 ．所以靠车限位的安装位置与靠 车延时 的设定在很 多现场干扰我们对液压 系统 问题的判断 。因此一个合 适限位安装位置与设定合理 的电磁换 向阀带电延 时尤 为重要 ， 一般电磁阀带 电延时设定在 2 ～ 3 s ， 切勿过长 。 1 ． 3 点压式压车梁上升困难 在点压式翻车机液压系统调试过程 中．压车梁如 图 2所示 ． 动作都 比较正常 ， 但是用户常 常反应在投产 运行一段 时间后压车梁在上升时速度越来越慢 ．上升 困难 ． 找其原因。 分析 由于现场环境恶 劣 ， 煤的粉尘沉积在压车梁 的滑槽 内 ．积累越多 ．就会慢慢增大 了滑槽 内的摩擦 力 ． 导致压车梁上升 的阻力较大 ， 速度越来越慢 ， 如果 单纯提高系统压力 ．就会 出现对车皮压力超 出铁道部 的约定范围 ． 对翻车机设备本体及车皮都有损害。 改进 在泵站部分 的大小泵出 口均设置双级调压 控制如图 3所示 ． 在压车梁压下时采用低压 ． 以降低对 车皮的压力 。 当压车梁上升时 ， 切换高压， 可以快速抬 起压车梁 1 ． 4 拨车机牵重车撞坏压车梁事故 对于国内 F Z 2 3扁担梁 型压车系统 翻车机 。在使 用过程 中出现过压车梁在原位下滑时 ，原位信号并未 丢失 ． 拨车机仍牵车撞坏压车梁的重大事故 。这种事故 对用户来说是严重 的， 找其原因。 图 2压 车 梁 图 3双 级 调 压 原 理 分析 对于插装类保压 阀在使用过程 中来说 ， 在理 想状态下是零泄漏的 ．然而在现场投入使用过程中受 到油液污染 、 阀芯长期磨损、 油液变质等各类因素影 响 下会造成出现内泄漏现象发生 ．这样对于翻车机压车 梁来说 。 在较长非工作状态下发生压车梁下滑现象 。如 果此时压车原位信号仍然存在 ．就会令程序上认 为具 备翻车机运行条件 ．进而拨车机牵引重车皮进入翻车 机本体 内定位过程中撞 断压车梁或者压车油缸 。因此 一 个重要因素机械压车梁原位限位安装位置不 当 是事故发生的一个重大隐患。如图 4所示 。 图 4不 合 理 的 原 位 开 关 位 置 如图可知 ． 压 车油缸在完全伸出的情况下 。 原位限 位与感应铁脱离位置并不远 。由此结构可以看 出油缸 伸出量与感应铁感应距离是成比例的．感应铁脱离很小 情况下 ． 其实油缸已经下滑很多距离 。 而且感应铁感应范 围还有 5 0 ra m．这样极可能出现压车梁下滑到一个较高 车皮 例如 C 8 0 上 ． 而原位信号仍然存在的现象 ， 导致信 号误发 。 进而拨车机仍牵重车继续前进， 撞坏压车梁。 改进 1 我们 建议机械安装人员应该更改原位 限位位 置 ． 建议 限位开关位置移动到油缸与扁担梁铰接处 ． 见 图 5 ． 这样处理后 ， 可以加强原位信号监测范围。 即可以 比较准确地检测实际压 车油缸失压后下滑距离 ，减少 拨车机牵重车撞压车梁事故。 45 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 3年 第 0 6期 图 5合 理 的 原位 开 关 位 置 2 油缸下滑是 阀保压不 良造成 的。 而油液污染是 阀不保 压的重要原 因。源头追溯到系统管路冲洗串油 阶段 ．很多用户开始安装 阶段没有重点监督液压系统 管路冲洗过程 ．设备安装公司很 多也没有液压系统 中 间管路冲洗 串油经验 ， 管路二次酸洗磷化 、 油冲洗处理 不符合规定。因此管路冲洗是一个重要环节 ， 它一定要 遵循 “ 组成冲洗 回路一通水打压试漏一磷化冲洗一高 压风 吹干一 串油 冲洗一高 压风 吹净 一防锈一管 口密 封”这一系列正确流程 ．串油也要设置专 门的冲洗泵 站 ， 流量 和流速达到 冲洗要求 。 同时在液压系统使用过 程中也要都要定时检测油液污染度 ． 勤更换滤芯 ， 半年 或者一年就全部更换一次介质 ．目的就是保证 翻车机 液压系统的良好运行 1 ． 5 压车或靠车油缸达不到全行程及伸出缩回缓慢现象 分析 在调试过程中常常遇到压车或靠车油缸达 不到全行程或伸 出与缩回缓慢现象 ． 在很多情况下 ． 经 验不足的调试人员或者维保人员会误认 为系统流量不 足或者压力不足造成 ．如果只是单纯通过增大流量或 者压力 。 其问题并不能得到解决 ． 通过仔细分析我们发 现 ． 为了减少执行动作的剧烈冲击 ． 在系统的压车或者 靠车油缸 内部常常有些厂家在结构上增加了可调阻尼 装置如图 6所示 。 如果油缸 内可调阻尼调节过小 ． 必定 会出现在油 缸开始运动或者末端出现油缸运动缓慢 ． 如果油缸阻尼加工精度过大 ．还会出现油缸行程达不 到最大行程现象发生 ．因此现场调试过程中切勿忽略 对油缸上的可变阻尼的调节 ．通过旋转可控阻尼旋转 螺钉 ， 调节阻尼大小。 - -0 ～ 图 6油 缸 阻 尼 1 ． 6液压系统发热 翻车机液压 系统在运行过程 中常常出现油温过高 4 6 现象发生 ． 导致油液粘度降低 。 泄漏增加 ， 造成压车 、 靠 车液压系统保压不 良． 找其原因 ． 分析 1 油温高普遍发生在我 国南方夏季使用现场 ， 环 境已经将近 4 0 ℃～ 5 O o 【 ． 不利于散热 。 2 某些地区受煤炭品质影 响 ， 车厢 内粘煤现象较 严重 ． 一次不能有效倾翻干净 ． 某些用户操作翻重车然 后继续翻空车 ． 直至煤卸净 ， 因液压系统普遍采用定量 泵作为油源， 这样连续低压大流量工作 ， 溢流损失严重 ， 由能量守恒我们可知道 ． 这些损失全部转化为热量。 3 系统油液受到严重污染 ， 导致回油背压较大 。 4 翻车机整体运行工艺不清晰。 尤其体现在 电磁 阀带 电时间及其延时处理上 ．使 系统长时间低压大流 量卸荷。 5 由于部分翻车机液压站位于机上 ， 受机上空间 位置限制 ． 油箱散热面积不足。 改进 翻车机液压 系统属于低压大流量系统 ， 流量 达 3 0 0 5 0 0 L ／ m i n ． 且翻车机属于重工作制作业设备 ， 由 于翻车机液压系统属于周期性工作 ．单纯将油源定量 泵变为恒压变量泵处理 ． 由于周期性动作 ， 发热量并不 能明显改善 因此对于在机上随主机旋转的液压站应 设置风冷却系统 ．对 于位于地面的液压站应加大油箱 散热面积 ． 设置水冷或者风冷却循环系统 ， 同时遵循正 确 的翻车机操作规程与工艺 ．保证液压系统介质的污 染度 。 降低 系统 的背压 ， 合理 的设定液压系统 的压力 ， 这样可 以有效的降低液压系统高温现象发生 2 综述 很多翻车机运行 中所产生的机械和电控问题都容 易牵扯到液压系统 ． 关键是通过液压系统体现出来 ． 进 而误导使液压系统引起事故发生 ．所 以必须学会正确 排除液压系统故障的方法是非常重要 的。本文通过对 几个 翻车机液压系统常见案例 的排查和分析 ．进而让 年轻技术人员和设备维护人员更好 了解翻车机液压系 统 。 使其可以更好调试液压系统及其维护液压系统 。 参 考 文 献 [ 1 ] 雷天觉 主编． 液压工程手册[ M] ． 北京 机 械工业 出版社 ， 1 9 9 0 ． [ 2 ]2 官 忠范 ， 等． 液压传动系统【 M】 ． 沈阳 机械工业 出版社， 1 9 9 7 ． [ 3 】 邹冬生． 翻车机液压系统的改进[ J 】 ． 内燃机车 ， 2 0 0 3 ， 4 ． 【 4 ] 王经伟． 翻车机液压系统分析【 J 】 ．重工与起重技术， 2 0 0 9 ， 2 ． [ 5 】 高殿荣 ， 等． 工程流体力学[ M] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 9 ． [ 6 】 邓 劭华 ． 翻 车机压车 机构液 压控制 的改 进【 J 】 ． 液压气 动与 密 封， 2 0 1 1 ， 1 2 ． [ 7 ] 张 振革 ． 液压 系统 故 障的判 断 方法 [ J ] ． 大 连铁 道 学 院学 报 ， 2 0 0 1 ， 2 ．