900t运架梁一体机卷扬液压系统技术分析与改进.pdf

9 0 0 t 运架梁一体机卷扬液压系统技术分析与改进 谢飞 ， 刘永 艳 ， 王 燕丽 北京万桥兴业机械有限公 司 摘要 针对 9 0 0 t 运架梁一体机卷扬系统出现的制动失效和溜钩等故障现象 ， 分析卷扬液 压系统的工作原理及造成故障的原因， 并对卷扬液压系统进行改进设计， 采取在液压回路中增加 减压阀及背压阀的措施， 保证了卷扬系统的工作安全性和稳定性。 经实际使用证明， 改进后的设备 运行正常， 卷扬系统工作可靠。 关键词 卷扬液压系统； 安全； 可靠； 故障分析 9 0 0 t 运架梁一体机作业时需要频繁地起吊、 运 输与架设 9 0 0 t 重的箱梁 ，其卷扬系统的安全性就 显得尤为重要 ， 一旦该 系统 出现故 障就可能造成严 重 的后果。北京万桥兴业机械有限公司研制的 9 0 0 t 运架梁一体机的卷扬系统采用液压传动的形式 ， 该机在交付使用后，卷扬系统出现了一些故障， 存 在安全隐患， 为此对原卷扬液压系统作了全面的分 析并进行了改进 ， 改进后的设备在安全性 、 平稳性 与可靠性等方面均得到了提高。 1 卷扬液压系统的工作原理 9 0 0 t 运架梁一体机原 卷扬液压 系统如 图 1 所 示 ， 该系统 由负载敏感泵 1 提供油源 ， 压力油经溢 流阀 l 4 与过滤器 2 ， 通过电液比例换向阀 3 进入单 向平衡阀 4与卷扬马达 6 ， 实现卷扬马达 的正反转 。 为保证卷扬系统安全可靠地运行， 系统中还设 有卷扬制动系统， 该系统分为三级制动， 第一级制 动由单向平衡 阀 4实现。单 向平衡阀 4安装在卷扬 马达的 A腔油路上 B腔进油卷扬下降， A腔进油卷 扬上升 ，当比例换向阀回到中位时， A腔液压油被 锁住 ， 起到安全制动的作用。在卷扬下 降时通过卷 扬 马达 B腔引入 的控制油打开平衡阀 ， 由于打开平 衡阀需要一个预设定的压力 ， 所以下降时的速度可 控 ，安全能够得到保证。第二级制动是通过梭阀 5 将卷扬马达 A腔或者 B腔的液压油引人 马达 与减 速器之间的多片式制动器 7中， 以解除制动 ， 再在 卷扬马达停止供油时 ， 依靠制动器 内部的弹簧力锁 住马达输 出轴 ， 起到制动作用。第三级制动是一个 外控的独立系统 ， 由齿轮泵 1 3 提供油源， 压力油经 过滤器 1 2 到卸荷阀 9 ，再经过蓄能器 1 1 到达电磁 换向阀 1 0 ，电磁换向阀 1 0 得电后将压力油引入盘 式制动器 8以解除制动；在电磁换向阀 1 0 失电时 盘式制动器卸压 ， 盘式制动器依靠内部弹簧力锁住 轮盘起到制动作用。 2 卷扬液压系统故障分析 在设备的使用过程中， 卷扬系统出现了三种比 较严重的故障现象。 故障 1 在提梁作业 1 0 次左右， 卷扬马达与减 速器之间的多片式制动器放气孔有液压油泄漏。故 障 2 设备在放置 2 ～ 3 h或更长时间后， 提升重物或 下放重物时， 重物有时会突然失控下滑并伴有卷扬 马达刺耳的噪声，在按下急停按钮后仍然无效， 重 物会在 3 ～ 4 s 后 自 动停止下滑。故障 3 在使用 2 ～ 3 个月后 ， 安装在卷扬机轮盘上 的盘式制动器钳盘 因 磨损严重而无法有效制动。为此针对以上三种故障 进行了分析。 2 ． 1 故障 1 作者简介 谢飞 1 9 8 3 一 ， 男， 四川广安人 ， 研究方向 特种起重运输设备液压设计。 - -- 4 9-- 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 ． 负载敏感开式泵2 ． 过滤器3 ． 比例换向阀4 ． 单向平衡阀5 ． 梭阀 6 ． 卷扬马达7 ． 多片式制动器8 ． 盘式制动器9 ． 卸荷阀 1 0 ． 电磁换 向阀l 1 ． 蓄能器l 2 ． 过滤器l 3 ． 齿轮泵1 4 ． 溢流阀 图 1 9 0 0 t 运架梁一体机原卷扬液压系统工作原理图 位于卷扬马达与减速器 之间的多片式制动器 的结构简图如图2 所示。放气孔的位置是在制动片 所在的腔室， 而制动片腔室与弹簧腔是连通的。液 压油存在于制动器的活塞腔 ， 活塞腔与制动片腔之 间有两道 0形密封圈， 如果放气孔处出现漏油则应 该肯定是 O形密封圈损坏。通过查 阅多片式制动器 的技术参数发现， 其开启压力为 3 - 3 M P a ， 承压可以 达到 3 0M P a 。由图 1 可知， 引入制动器 7的压力油 一 5 0一 圈 图 2多片式制动器 来 自卷扬系统 ，压力最高可达 2 1 MP a ， 并 且工作过程 中， 在惯性载 荷与冲击载荷的作用下该压力会 在 2 1 MP a 左右高频波动 ， 虽然此 压 力在制动器 的承压 范围之 内 ， 但制动器长期在这种不稳定 的高 压下工作 ，势必会造成制动器密 封装置的损坏，最终导致漏油现 象 的发生 ，时间长了将会造成制 动器失效 。 2 ． 2 故障 2 故障 2的现象是在长时间停机后 再次启动，卷扬提升或下放负载 时马达 出现失控下滑及溜钩。在 该设备上，卷扬马达 6 距离地面 9 1 0 m 因轮组有升降功能 ， 而 比例换向阀 3 距地面 3 ～ 4 m， 两者 之间有 6m左右的高度差 。而液 压油箱与比例换向阀在同一个平 台上 ， 如果设备停机一段时间后 ， H型 中位 的比例换 向阀与卷扬 马 达之间管路中的液压油会在重力的作用下回到油 箱。再次启动系统时， 卷扬系统和制动系统同时动 作， 由于盘式制动器 8 开启压力低， 所以很快会被打 开， 但此时卷扬系统因管路中油液回流， 不能快速建 立起足以克服负载的压力， 卷扬出现反转的趋势。 假 如此时卷扬马达压力油路油量充分 ，则可迅速建立 起克服物体重力的压力；或是此时回油路充满液压 油， 那么卷扬马达就可以反向吸油并迅速将平衡阀 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 腔的压力建立起来阻止其反转。 而事实上， 该卷扬系 统马达的回油腔与压力油腔油液都不充分，因此造 成卷扬出现加速反转及溜钩的故障。 2 ． 3 故障 3 通过分析发现， 造成故障 3现象的原因与故障 2基本相 同。 虽然系统 内蓄能器 1 1 可以较为快速地 建立起打开制 动所需 的压 力 ，但 同样 由于管路较 长 ， 阀、 油箱与制动器高度差较大， 所以在电磁换向 阀 1 0 得电后 ， 盘式制动器 8 仍延迟打开 ， 但此时卷 扬马达已建立起克服其制动力矩所需的压力， 卷扬 在盘式制动器 8 还没完全打开的情况开始转动， 造 成制动器钳盘与卷扬轮边磨损严重 ， 长此 以往则会 造成盘式制动器失效。 3 卷扬液压系统的改进 针对以上的分析 ， 对原卷扬液压系统进行了改 进设计 ， 改进后 的卷扬液压系统如 图 3所示 。针对 故障 l ， 通过增加一个减压阀 1 6 ， 将引入制动器的压 力调节到5 M P a ，既保证大于克服制动力矩所需的最 低压力 3 -3 M P a ， 同时又能为多片式制动器 7 提供一个 稳定的油源， 起到保护作用。 1 5 ． 单向背压阀 l 6 ． 减压阀 1 7 ． 单向背压阀 图 3 改进后卷扬液压系统原理图 1 5 Ⅳ a 一 51 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 针对故障 2在比例换 向阀 3的回油路上增设单 向背压阀 1 5 ，由于比例换向阀中位机能为 H型， 所 以停机时卷扬马达的 A 、 B腔都在单向背压阀 1 5的 控制之下。单向背压阀的开启压力 由液压油在 6 m 高差下所产生的压强来决定，另外考虑到单向背压 阀的可靠性问题，对计算所得到压力值再放大一定 的系数。 实际验证在增加了开启压力为0 ．2 5 M P a 的 单向背压阀后， 故障 2 得到了很好的解决。 故障 3的原因与故障 2 基本一样 ， 在电磁换向 阀 1 0的回油路上增设单向背压阀 1 7 ，也很好地解 决了制动器与轮盘之间的摩擦问题。 4 结束语 通过对 9 0 0 t 运架梁一体机卷扬液压系统 的故 障分析 ， 采取了在液压回路中增加减压阀及单向背 压阀的措施， 有效解决了卷扬系统中存在的制动失 效 和溜钩 问题 ， 为设计安全 、 可靠 的卷扬液压系统 提供了重要依据， 为后续多台运架梁一体机的稳定 运行奠定 了理论基础 。目前 ， 由北京万桥兴业机械 有限公司研制生产的9 0 0 t 运架梁一体机正在全国 多条高铁线路上发挥重要 的作用。 参考文献 [ 1 】张质文． 起重机设计手册【 M】 ． 北京 中国铁道出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 2 ]2 雷天觉． 新编液压工程手册 [ M 】 ． 北京 机械工业出版 社 ． 1 9 9 8 ． [ 3 ]3 许利君， 张志华 ， 翟磊． 9 0 0 t 提梁机起升卷扬系统两种 平衡阀比较[ J ] ． 建筑机械， 2 0 1 0 6 1 1 7 1 1 8 ． [ 4 ]林建压， 何存兴． 液压元件[ M ] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 8 ． 通信地址； 北京市通州区宋庄镇白庙开发区北京万桥兴业 机械有限公司 1 0 1 1 1 8 收稿日期 2 0 1 1 1 2 0 8 移动筛分设备故障应急检测与维修 刘坤刚， 陶涛 中水五局海外事业部 摘 要 针对 S T 3 5 8型移动筛分设备液压系统波动、 发动机掉速及行走跑偏现象， 分 析整机各个系统 ， 进行故障应急检测与维修 ， 最终使得设备在国外施工、 缺乏配件的情况 下， 快速恢复正常工作。 竹竹1 竹竹竹 1 竹竹 竹1 竹竹1 竹竹 关键词 发动机掉速 ； 液压波动 行走跑偏； 主泵； 电磁阀； 检测 移动筛分设备可对骨料进行筛分处理， 操作简 便， 自动化程度高， 正常工作时仅需进行简单维护， 适用于小规模料场。本文介绍一例在国外施工 、 缺 乏配件情况下的 S T 3 5 8型移动筛分设备故障应急 检测与维修。 S T 3 5 8 型移动筛分设备是芬兰 M e s t o 公司生产 的一种 大型双层 和双轴筛 分系统 ，采用 T C D 2 0 1 3 L 0 4 2 V型发动机， 功率 1 0 6 k W。 整机质量近3 3 t ， 主筛最大转速 1 0 7 5 r ／ mi n ， 料斗容量 7 _ 5 m 3 。 1 故障现象 1 发动机运行 时冒黑烟。 2 启动时， 加载荷 ， 发动机掉速， 从设定转速 2 1 0 0 r ／ m i n掉至 l 6 0 0 r ／ mi n左右 ， 按编设程序运行 ， 需 3 mi n 后恢复正常转速。 3 全载荷运转 0 ． 5 h后 ，发动机掉速至 1 6 0 0 r ／ m i n ， 主筛转速随之波动 ， 直至主筛转速过低而报警 停机。 4 发动机在掉速过程中有“ 突突” 声， 并伴有 发动机动力不足现象 。 5 主泵提供 的液 压油压力随发动机 转速 的 波动而波动。 6 整机在行走时有左 、 右跑偏现象。 故障初期部分检测数据见表 1 。 作者简介 刘坤刚 1 9 5 7 一 ， 男， 上海人， 工程师， 研究方向 工程机械液压与电控 。 一 5 2～ 串 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m