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某型液压挖掘机停车制动系统常见故障分析及对策 窦春雨， 高延锋 ， 周朝霞 解放军工程兵指挥学院 某型挖掘机系可折叠动臂式单斗反铲全 回转液 压挖掘机。该挖掘机采用液压先导系统控制主液压 系统 的工作模式 ， 因此具有操纵轻便 、 灵活等特点 。 但该挖掘机在工作一段时问后 ，经常出现无停车制 动、 停车制动器抱死和制动鼓脱落等故障。 制 动 蹄 底 叛 1 停车制动系统 某型液压挖掘机停车制动系统为排油制动型 ， 由停车制动液压系统 如图 1 所示 和制动器两部分 组成。停车制动液压系统与先导液压系统共用一个 嘲位弹簧 支承销 向闷 图 1 停车制动液压 系统 先导齿轮泵 C B K F 1 0 1 6型 ，其调定工作压力为 4 MP a ， 排量为 1 6 mL ／ r ， 由发动机飞轮驱动工作。停车 制动阀为二位三通弹簧复位式换 向阀。制动液压缸 为弹簧复位式液压缸 。蓄能器用来保证停车制动液 压系统中压力值稳定 。制动器为凸轮张开蹄式制动 器， 制动器底板通过螺栓与变速器的壳体后部相连， 制动鼓除了通过螺栓与传动轴的万向节叉相连外， 还通过 内花键与变速器的动力输出轴外花键相连 ， 花键轴外端设有限位锁紧螺母 如图 2所示 。 图 1中的“ 1 ” 位置为产生停车制动位置 ， 即当挖 掘机停稳后 ， 抬起停车制动手柄 ， 停车制动阀位于工 作位置“ 1 ” ， 制动液压缸大腔内液压油在缸内回位弹 作者简介 窦春雨 1 9 7 4 一 ， 男 ， 讲师， 硕士， 研究方向 工程装备维修与管理。 一 6 6一 图2 节叉座与限位锁紧螺母 限位锁紧螺母 万向节叉固定螺栓 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 簧作用下通过回油管排进油箱内，制动液压缸推杆 收回， 通过摇臂带动制动凸轮转动， 使两蹄片张开， 与制动鼓紧密接触产生制动 ； “ 2 ” 位置为解除停车制 动位置 ， 即解除停车制动时， 需要先启动发动机带动 先导齿轮泵转动建立停车制动液压系统工作压力 4 MP a ， 然后 ， 放下停车制动手柄 ， 停车制动阀位于工作 位置 “ 2 ” ， 由先导齿轮泵送来的液压油经停 车制动阀 进入制动液压缸 ，推动制动液压缸活塞克服缸 回 位弹簧压力 ， 使制动凸轮回位 ， 制动蹄片在回位弹簧 的作用下回位 ， 从而解除停车制动 。 2 停车制动系统常见故障及原因分析 某型液压挖掘机停车制动系统在使用过程中常 出现 3类故障 一是无停车制动 ；二是停车制动抱 死； 三是制动鼓轴向移位 。 2 ． 1 无停车制动 1 故障现象 反复操纵停车制动手柄 ， 停车制 动无力 ， 挖掘机仍可行走 。经查 ， 停车制动系统无漏 油现象 ， 制动器工作正常。 2 原因分析 如 图 1 所示 ， 可能导致 出现无停 车制动的原因有 3 个 一是停车制动阀复位弹簧折 断 ； 二是停车制动阀阀芯卡死 ； 三是制动液压缸 内回 位弹簧折断或弹性太弱。 当停车制动阀复位弹簧折断时，放下停车制动 手柄解除停车制动，停车制动阀阀芯位于图 1中工 作位置“ 2 ” ； 但 当需要产生停车制动时 ， 抬起停车制 动手柄 ，停车制动阀阀芯会停在解除停车制动的位 置上 ，即无论停车制动手柄位于任何位置停车制动 系统都处于解除停车制动状态。 当停车制动阀芯卡死时，出现的无停车制动故 障现象与复位弹簧折断现象类似 ，即阀芯卡死在工 作位置“ 2 ” 。 它主要是 由于液压油 中含有硬质颗粒杂 质造成的。液压油内的硬质杂质主要来 自于 3个方 面 一是金属零件表面上未清理干净 的切屑 、 型砂 ； 二是加注含有杂质的液压油 ；三是挖掘机长期在恶 劣的环境中工作逐渐混入的。 当制动液压缸 内回位 弹簧折断或弹性太弱时 ， 抬起停车制动手柄产生停车制动， 停车制动阀位于 工作位置“ 1 ” 即排油位置， 制动液压缸推杆却无法正 常收回或收回无力， 制动蹄片无法张开， 导致无停车 制动 。 2 ． 2 停车制动抱死 1 故障现象开始时，偶尔出现停车制动抱 死，但随着时间的推移，停车制动抱死现象经常出 现， 直至完全抱死， 最严重时， 甚至出现制动鼓发热 发红， 制动蹄片磨光现象 ， 如图 3 所示。 变速器 底板 万向节叉 制动蹄 制动鼓 图 3抱死的制动鼓 2 原 因分析 通过分析停车制动液压系统可 知， 停车制动液压系统的调定工作压力为4 M P a 。当 先导油路的油压低于调定压力过多时 ，制动液压缸 活塞克服回位弹簧弹力的能力变弱 ，导致制动液压 缸推杆的行程缩短 ， 制动 凸轮无法复位 ， 制动蹄与制 动鼓之间仍有制动力 ， 产生部分抱死现象 ， 即放下停 车制动手柄时 ， 仍有一定的制动力存在。当油压低到 无法推动制动液压缸活塞运动时 ，便产生 了完全抱 死的故障现象。 2 ． 3 制动鼓轴向移位 1 故 障现象 制动鼓随传动轴的伸缩而前后 移动 ，导致制动蹄片脱 出而出现行车途 中停车制动 抱死现象。 通过拆检制动器 ，当将传动轴前端与制动鼓相 连 的万向节叉从制动鼓上拆下时 ，发现用来 限位的 锁紧螺母已从变速器的动力输出轴端脱落 如图2 所示 ， 螺纹未损坏。制动鼓 已滑落到动力输 出轴的 末端。制动蹄片卡死在底板与制动鼓 间 如 图 3所 示 。制动蹄片限位弹簧 已发生了塑性变形。 2 原因分析 制动鼓正常工作时 ， 应沿轴向固 定不动。但由于挖掘机作业时， 经常进行进、 倒挡操 作，导致制动鼓及传动轴频繁的顺、逆时针方向转 向， 再加之传动轴伸缩带来的冲击 ， 造成限位锁紧螺 下转第 7 3页 一 6 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 结束语 经过流水线的组织设计 ， 大大提高了J N 6 1 3 0型 柴油机机体生产的经济效益。若不进行流水线组织 设计 ， 机体生产拟增加专机 1 1台 ， 约需投资 2 0 0 万 元 ， 通过设计调整后仅需 2台专机 ， 只要 4 0万元 ， 加 上原机体生产线的改造调整 1 5万元 ， 总共也只有5 5 万元 ， 节约资金 7 2 ． 5 ％。 整个产品改造原预计总投资 1 2 0 0万元 ， 通过设 计 ， 各条生产线试算平衡 ， 减 至 7 5 0 万元 ， 节约 3 7 ． 5 ％。生产能力 由原 6 1 2 0机 型的 2 2 0 0 台 ／ 年 ，提高到 J N 6 1 3 0机型的 5 0 0 0台 ／ 年。 J N 6 1 3 0 机型每台利润预计 2 0 0 0元 ，比原产品每台 增加 8 0 0 元 ， 年 增利润 为 5 0 0 02 2 0 0 2 0 0 0 2 2 0 08 0 0 7 3 6 万元 ， 投资 回收期仅为 1年。 而且 新方案各零件的生产多采用流水线生产组织 ，缩短 了生产周期 ， 并为进一步扩大生产能力打下了基础 。 B P R应用实例给予 以下几点启示 1 在激烈竞争的市场环境下 ， 根据经营战略， 在关键领域运用 B P R， 是众多老企业 提升企业竞争 力 ， 实现内生性扩张的重要手段。 2 B P R有两种方式 一种是剧变 的方式 ； 另 一 种是渐进 的方式 ， 即采用局部的改进方式 。 前者 的 起点高， 变革的程度 、 风险和范 围都 比较大。企业应 该选择哪种方式进行流程再造 ， 与企业的变革战略 、 流程的特点有关。 一般而言 ， 那些需要弹性工作条件 的、 业务流程 比较容易改造的、 不需要太多硬件设备 投入的流程 ， 适合采用剧变方式 ； 而那些需要长期资 本与设备投人 ， 业务流程缺乏弹性的， 比较适合采用 渐进方式。 生产系统 的流程再造 ， 往往由于涉及工艺 逻辑关系的刚性和需要较大的投入 ，一般采用局部 的、 渐进 的方式 。 3 生产系统流程的变革具有复杂而细致的特 点 ， 从产品技术和工艺设计到设备平面布局 、 生产组 织方式和物流控制等 ，既需要理论又需要丰富的实 践经验 ， 因此在生产流程再造 的活动中 ， 遵循“ 建立 团队工作方式 ” 、 “ 自我决策 、 自我控制” 等发动一线 员工参 与的原则 ， 提倡 “ 改善心智模式 ” 和“ 零基 思 考 ” 等创意思考方法是非常必要的。 参考 文献 【 1 ]理查德 B蔡斯． 生产与运作管理【 M] ． 宋国防， 译． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 2 】张群． 生产与运作管理 [ M ] ． 北京机械工业出版社 ， 20 03 ． [ 3 ]陈志祥 ． 现代 生产 与运 作管 理[ M ] ． 广州 中山大 学 出 版社 ， 2 0 0 2 ． [ 4 ]芮明杰 ， 钱 平凡． 再造 流程 【 M] ． 杭州 浙 江人 民出版社 ， 1 9 97 ． 通信地 址 山东济南市临港开发区凤鸣路 山东建筑大 学机 电学院 2 5 0 1 0 1 收稿 日期 2 0 0 9 0 5 0 4 上接第 6 7页 母从正常工作位置松脱 ， 导致制动鼓轴向滑移。 3 停 车制动 系统常见故 障对策 3 ． 1 无停车制动的对策 1 如果故障是由停车制动阀复位弹簧折断引 起的， 则应更换复位弹簧 。 2 如果故障是 由硬质杂质引起的，则应放掉 油箱内的液压油并清洗整个液压系统，然后重新加 注清洁的液压油 ， 并注意加油 口的清洁管理 。 3 如果故障是 由制动液压缸回位弹簧折断引 起的 ， 则应更换制动液压缸总成。 3 ． 2 停车制动抱死的对策 停车制动液压系统与先导油路共用一个齿轮泵 供油。当出现先导液压系统压力过低时， 挖掘机除了 会 出现停车制动无法解除外 ， 还会 出现挂挡打齿 、 行 车制动较软等故障。 一旦出现上述综合故障现象 ， 就 应检查先导油路的工作压力 ，将其调至正常工作压 力 4 MP a 。 3 ． 3 制动鼓轴 向移位的对策 应定期检查制动鼓工作位置轴向移位情况。如 果 出现了轴向移位 ， 应拆下传动轴 ， 上紧限位锁紧螺 母 ， 并将螺母锁死 。 通信地址 江苏徐 州 解放军工程兵指挥学院工程装备教研 室 2 2 1 0 0 4 收稿 E t 期 2 0 0 9 0 3 0 6 一 73 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m