资源描述：
２０１６ 年 ４ 月 第 ４４ 卷 第 ８ 期 机床与液压 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ａｐｒ ２０１６ Ｖｏｌ ４４ Ｎｏ ８ ＤＯＩ１０．３９６９／ ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１６ ０８ ０２８ 收稿日期 ２０１５－０３－１９ 作者简介 彭彪， 本科， 工程师， 主要从事液压阀设计与开发工作。 Ｅ－ｍａｉｌ ｘｉａｏｌａｏｓｈｕ＿１２０３＠ １６３ ｃｏｍ。 起重机伸缩液压系统故障分析及对策 彭彪， 侯敏， 赵敏 （三一汽车起重机械有限公司， 湖南长沙 ４１６０００） 摘要 针对中小吨位起重机缩臂时手柄回位出现的大臂回缩、 抖动等现象， 分析伸缩控制阀阀芯中位机能对此故障现 象的影响， 提出伸缩阀芯中位机能改进方法， 并完成了装车验证。 关键词 起重机； 伸缩液压系统； 中位机能 中图分类号 ＴＨ１３７ 文献标志码 Ｂ 文章编号 １００１－３８８１ （２０１６） ０８－０８５－２ Ｃｒａｎｅ Ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆａｕｌｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ＰＥＮＧ Ｂｉａｏ， ＨＯＵ Ｍｉｎ， ＺＨＡＯ Ｍｉｎ （ＳＡＮＹ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｒａｎｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｈｕｎａｎ ４１６０００， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｓｕｃｈ ａｓ ｂｉｇ ａｒｍ ｒｅｔｒａｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｊｉｔｔｅｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｔｏｎｎａｇｅ ｃｒａｎｅ ｓｈｒｉｎｋｉｎｇ ａｒｍ ｈａｎｄｌｅ ｒｅｔｒａｃｔｉｎｇ， ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｅｄｉａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｖａｌｖｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｃｒａｎｅ； Ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ； Ｍｅｄｉａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ 伸缩液压系统操控性能的好坏是衡量汽车起重机 操控舒适性和安全性的重要指标之一。 汽车起重机伸 缩操控性能主要包括以下几个方面 伸缩动作停止后 大臂有无冲击、 反弹、 异响； 伸缩动作有无爬行、 抖 动现象。 中小吨位汽车起重机多为阀控液压系统， 伸 缩联控制阀的设计直接影响伸缩联的操控性能， 故在 设计伸缩控制阀时选择合适的中位机能对保证伸缩液 压系统的正常工作非常重要。 １ 故障现象 选用 一 台 ２５Ｔ 起 重 机 进 行 验 证， 大 臂 角 度 ５１ ７， 由 ２５ ｍ 回缩至 １７ ８ ｍ 时手柄回至中位， 油 缸并未立即停止运动， 而持续回缩一小段距离， 伴随 有 ３～４ 次明显的抖动和异响， 驾驶室有明显的震感。 ２ 原因分析 现起重机伸缩液压系统原理如图 １ 所示， 该回路 主要由泵源 １、 定差溢流阀 ２、 电磁换向阀 ３、 压力 补偿阀 ４、 主控制阀 ５、 溢流阀 ６、 平衡阀 ７、 溢流阀 ８、 伸缩油缸 ９ 等元件组成。 伸臂动作回路。 主阀芯处于下位， 压力油通过平 衡阀 ７ 单向阀进入油缸无杆腔， 油缸有杆腔油液经过 主阀控制阀 ５ 阀芯回油箱， 形成回路完成伸臂动作。 液压系统中压力油经过主阀控制阀 ５ 阀芯， 通过压力 补偿阀 ４ 来保证主控制阀阀前与阀后压差一定， 确保 进入油缸的流量只与主阀阀芯的阀口开度有关， 多 余的流量通过三通流量阀 ２ 卸荷， 而不受负载变化 的影响。 图 １ 伸缩系统液压原理 Ｏ 型机能 缩臂动作回路。 主阀芯处于上位， 压力油通过主 控制阀 ５ 阀芯一路进入油缸有杆腔， 另一路油将平衡 阀 ７ 阀芯打开， 伸缩油缸 ９ 的有杆腔油液推动油缸向 下运动， 油缸无杆腔液压油经过平衡阀阀芯、 主控制 阀阀芯回油口回油箱。 需特别说明的是 汽车起重机行驶时， 起重臂处 于水平状态， 为消除紧急刹车时因惯性起重臂前伸的 安全隐患， 伸缩联主阀芯中位机能一般为 Ｏ 型。 Ｏ 型机能缩臂过程中有杆腔压力如图 ２ 所示。 图 ２ Ｏ 型机能缩臂过程中有杆腔压力 根据原理图分析得知 伸缩液压系统中， 控制阀 阀芯中位机能为 Ｏ 型， 当动作完成后阀芯回到中位， 油缸有杆腔及无杆腔均处于封闭 “保压” 状态。 有 杆腔压力大于平衡阀 ７ 阀芯开启压力， 平衡阀阀芯打 开， 由于控制阀有较大的泄漏， 锁紧功能较差， 无杆 腔液压油通过平衡阀阀芯、 主控阀阀芯回油箱。 虽然 操纵阀阀芯处于中位， 但大臂会持续回缩一小段距 离， 直至平衡阀阀芯完全关闭后停止。 ３ 对策实施 为消除此故障， 必须确保阀芯回至中位时， 平衡 阀阀芯处于关闭状态。 经过分析得知， 如果有杆腔内 压力能迅速释放， 平衡阀阀芯将会立即关闭， 液压缸 因两腔油液封死而准确锁定， 将阀芯中位机能改为带 阻尼的 Ｙ 型机能可实现这一目的。 为避免车辆行驶 过程中紧急刹车时起重臂伸出量超出标准值， 应控制 好主阀芯节流槽 （阻尼） 的尺寸。 调整后的起重机伸缩液压系统原理如图 ３ 所示， 伸缩阀芯处于中位时， 阀芯中位机能为 Ｙ 型， 油缸 ９ 有杆腔与 Ｔ 口连通， 操作手柄回位后， 有杆腔压力迅 速卸荷， 平衡阀阀芯关闭， 大臂不再回缩。 图 ３ 伸缩系统液压原理 Ｙ 型机能 Ｙ 型机能缩臂过程中有杆腔压力如图 ４ 所示。 图 ４ Ｙ 型机能缩臂过程中有杆腔压力 Ｙ 型机能在多路阀伸缩联的实现如图 ５ 所示 在阀芯标记位置增加小节流槽， 阀芯在中位时， Ａ、 Ｂ 口与 Ｔ 口相通处于卸荷状态， 阀芯中位机能 为 Ｙ 型。 图 ５ Ｙ 型机能在多路阀伸缩联的实现 ４ 结论 通过调整伸缩联主阀芯中位机能， 有效解决了起 重机缩臂停止时回缩、 抖动的性能故障。 这充分说明 在设计液压换向阀时应根据液压系统要求合理选择阀 芯的中位机能， 尤其在采用平衡回路的液压系统中， 为保证平衡阀能够良好地锁定， 一般采用 Ｈ 型或者 Ｙ 型中位机能的三位换向阀与平衡阀配合使用， 不应 选用 Ｏ、 Ｍ、 Ｋ 型机能。 文中介绍的伸缩液压系统故 障排除方法对今后液压阀的设计及现场故障排除具有 现实指导意义。 参考文献 ［１］ 宋亚林．液压锁紧回路设计应注意的几个问题［Ｊ］．鄂州 大学学报，２０１２，１９（２）４２－４４． ［２］ 王立环．换向阀中位机能的选用［Ｊ］．煤矿机械，２００６，２７ （１２）１６４－１６６． ［３］ 成红梅．液压系统中换向阀的选择与应用［Ｊ］．机床与液 压，２００６（９）２５０－２５２． ［４］ 成红梅．三位换向阀滑阀机能选用中容易忽视的问题 ［Ｊ］．煤矿机械，２００６，２７（３）５０７－５０９． ［５］ 张德明．液压平衡回路应用实例分析［Ｊ］．液压气动与密 封，２００７， ２７（６）４６－４９． ６８机床与液压第 ４４ 卷
展开阅读全文
