摘要:常用夹轨器液压原理, 基于此液压系统的夹轨器常见故障分析与排除。
一、夹轨器液压原理
图1是夹轨器液压原理图, 该系统在夹轨器中具有普遍性。夹轨器主要的两个动作是开闸保压和闭闸。
开闸、保压。当电磁阀S1、S2得电时, 启动电机、油泵, 系统压力升高, 液压油缸开始压缩油缸内弹簧( 夹轮器) 或者油缸外弹簧( 夹轨器) 的作用, 执行开闸动作。系统压力升高至压力开关设定的压力时, 压力开关发出到位信号, 控制电路让电机停止运行, 但电磁阀S1断电, S2仍保持得电状态, 系统开始进入保压状态, 此后, 大机可以自由行走。由于液压系统存在泄漏, 经过一段时间后系统的压力会降低, 半有源电子标签系统会慢慢闭闸。这时, 蓄能器发生作用, 补偿系统压力的下降。但当开闸过大而导致开闸限位开关动作时, 电机重新启动, 直至压力开关重新动作为止。闭闸。停止电机、油泵的运转, 且使电磁阀遥控机器人
S1、S2失电, 在油缸内弹簧( 夹轮器) 或者油缸外弹簧( 夹轨器) 的作用下, 执行关闸操作, 此时大机被锁住, 不可行走。关闸的速度可通过单向节流阀调节。 二、故障分析与排除
1.液压泵的故障
泵是系统中的动力元件, 它将电能转化为压力能。本公司运用的液压泵主要是齿轮泵。在实际的运行过程中, 齿轮泵出现的故障主要有无压力或压力不够和出现较大异响、振动。
(1) 无压力或压力不足。除了油泵的内部问题, 主要原因有油箱液压油量不足, 液压油过脏或变质, 电机方向接反等。例如,某夹轨器保持夹紧, 其钳口夹住路轨, 大机无法行走。压力表压力仅达到5MPa, 打开油箱放油开关, 观察到油呈白。由于当时连续下雨, 导致夹轨器油箱进水, 液压泵站运行一段时间后, 油发生氧化作用, 形成氧化物沉淀, 堵塞管道、阀门。清洗系统, 更换液压油。系统压力恢复到12MPa, 夹轨器工作正常。
(2) 油泵噪声、振动大。主要原因有进油管及其滤油器堵塞,系统进空气和油液不合适, 雨水口施工负载过大等。例如, 某斗轮机, 机上皮带减速箱强制冷却系统齿轮泵出现很大异响, 皮带运行过程中,油泵电机热继电器跳闸多次。怀疑油泵出现问题, 于是更换油泵, 但现象依然存在。根据设备保养记录, 为提高润滑效果, 近期曾更换过润滑油, 把原本为VG220的润滑油替换为VG320。考虑到电机过热问题, 结合当时的气温较低情况, 可能是由于天气过冷, 导致黏度升高或加油过多使油泵负载过大。检查减速机油, 发现减速机内油液高度已经升至加油口, 远远超过正常油量。放油至正常油量, 异响有所减小。数天后, 气温升至12℃, 油泵异响消失。
2.液压缸故障
常见故障有油缸推力不足、速度缓慢; 有压力但油缸无法推出; 推杆出现爬行现象、速度不均匀等。
(1) 油缸推力不足。其主要原因是油缸存在内泄漏。实例, 某夹轨器液压缸无动作。拆开无杆腔的出油口, 有大量液压油喷出。于是断定液压缸油封已损坏。更换油封后现象消失, 数据采集板但此故障经常出现。夹轨器有两个夹钳, 工作时两夹钳应同时夹住路轨。现场发现夹钳铰轴转动困难, 液压缸动作时两夹钳阻力不一, 使油缸推杆左右倾斜, 油封左右两边与油缸的接触面积及压力出现较大差异, 导致油封受力大的一侧损坏。对夹钳铰轴进行改进, 缩小其直径, 加装一铜套, 套住铰轴, 并添加油杯, 定期打黄油。改进后, 近两年 16 台夹轨器仅出现过两次油封损坏故障。
(2) 油缸有压力但无法推出。原因有负载过大; 部分油缸设计不合理, 活塞行至尽头后, 液压油的工作面积过小等。实例, 某夹轨器油缸无动作, 但系统压力正常。此夹轨器由外单位人员保养过, 可能对夹轨器拆装工艺不熟悉, 安装后导致活塞与油缸顶部紧密接触, 使得高压油作用面积太小, 产生推力远小于弹簧力, 因此活塞无法动作。将夹轨器弹簧下压后把丝杆螺母放松约7mm左右, 重新试机, 夹轨器工作正常。
(3) 油缸爬行。主要是推杆安装不正, 使负载振荡变化或油缸内进入空气。
实例, 某台斗轮机皮带导料槽分叉挡板采用电液推杆推动。在调试阶段, 当推杆快到尽头时, 发生爬行。怀疑在加油时油缸未完全排除空气。于是脱开负载, 让推杆空载运行数次, 每次均伸出和缩回到尽头。最后装上负载试机, 爬行现象消除。
3.液压阀故障
(1) 溢流阀故障。在港口装卸机械液压系统中, 溢流阀发生的故障主要有压力波动和噪声、振动大; 该升压时压力升不上去; 该降压时压力降不下来等。
压力不稳, 噪声和振动大。主要原因是液压油中混入空气;锥阀与底座之间磨损、接触不良; 先导阀弹簧弯曲、变软, 与底座磨损不均、接触时紧时松; 阀芯拉毛、变形, 滑动不畅; 主阀芯阻尼孔时堵时通, 主阀芯运动不顺。实例, 某夹轮器打开时, 溢流阀产生较大异响, 手摸可以感觉到明显振动。对其进行保养时发现, 锥阀上有条状划痕, 深度0.5mm 左右。锥阀磨损超标, 使得溢流阀工作时先导阀流量不稳定, 引起压力波动, 进而导致较大噪声和振动。更换锥阀后, 异响消失, 振动也明显减小。
无压力或无法到达最高调节压力。主要原因有主阀弹簧弯曲、折断, 主阀芯无法复位; 阀芯卡在开启位置; 油液不洁造成主阀芯阻尼孔堵塞; 先导阀弹簧折断或者弯曲; 主阀芯或者阀座锥面磨损、圆度超标, 接触不良; 主阀芯与阀座间隙过大; 先导阀弹簧弯曲、太软, 锥阀与阀座接触不良等。
实例, 某台夹轨器始终处于夹紧状态, 不能打开。检查电磁换向阀, 未发现异常。手动打开电磁阀, 故障现象依旧。调整溢流阀压力螺母, 系统压力无变化。拆解溢流阀, 发现阀内污物较多,阀芯被卡死。对溢流阀进行清洗, 并更换液压泵站滤网, 夹轨器恢复正常。
压力降不下来。主要原因有主阀芯工作不灵敏, 卡死在关闭位置; 弹簧损坏, 无法被压缩; 先导阀回油通道堵塞等。
(2) 电磁换向阀故障。出现的故障现象主要有: 线圈烧毁;滑阀不动作。主要原因有滑阀堵塞、滑阀与阀孔配合间隙过大等。
(3) 节流阀故障。主要是使执行元件(油缸) 速度不稳定, 动作时快时慢。原因有液压油过脏, 导致节流口时堵时通; 内泄量过大。
实例, 某夹轨器在夹轨道时速度很慢, 关闭夹轨器差不多需要1min, 而平时只需10s左右; 有时候甚至夹不住。调节单向节流阀调节螺钉, 未有明显效果。拆开节流阀后, 清洗内部, 夹轨器可正常关闭。无法回油。主要原因是节流阀被关死。此种为人为“故障”,由于相关人员对液压系统不熟悉。
(4) 单向阀故障。单向阀故障主要有单向阀作用失效, 油液两个方向均可流动, 主要原因是因磨损、安装等因素造成阀芯与阀座接触不紧密。开启、关闭不灵活, 主要原因有阀芯与阀体间隙不当、弹簧弯曲或断裂等。
4.液压辅助件故障
液压辅助件包括蓄能器、油管、压力表(开关) 、滤油器等。
(1) 蓄能器故障。主要包括内泄漏、内置气体压力不当等。要减少或者避免这些故障训练监控, 要求选用质量可靠的蓄能器, 并控制蓄能器的充气压力在合理范围之内。
(2) 液压油管、接头故障。主要是指液压油管、接头的断裂。实例, 某斗轮机的机上皮带液压拉紧装置出现无法保压故障。设定系统压力为8.5MPa时, 系统保压正常。但当系统压
力设为6.5MPa时, 系统失压很快。更换多个溢流阀、电磁阀、单向阀等液压阀后无效。怀疑集成块下的油管接头螺母、螺纹变形。高压时由于压力作用, 使内、外螺纹和生料带之间紧密接触, 低压时, 接头螺纹副产生间隙而泄漏。拆开油箱侧边圆盖, 让液压泵站倾斜一个角度, 使油泵能够抽油, 并启动液压系统, 并逐步调大系统压力。经观察, 发现连接蓄能器与集成块的不锈钢油管接头在低压时泄漏量极大。经分析, 认为是由于油箱内空间较小,安装硬管困难, 弯管时易使接头螺母、螺纹变形。改用软管后, 再也没有出现油管断裂、漏油现象。
(3) 压力表故障。主要有压力表内、外泄漏或压力表失灵, 影响读数。对于参加控制的压力表(如电接压力表)来说, 压力表失灵还会影响对系统的控制, 造成设备误动作。港口装卸设备振动大, 这些故障经常出现。要求在选表时, 选择质量可靠的压力表,并在平时点检中加强检查。
(4) 滤油器故障。主要有滤油器堵塞、破裂等。实际中, 要求定期清洗或更换滤油器。对于回油滤油器, 当堵塞严重时, 堵塞指示器发出信号b型钢, 油液可从旁路经过, 绕过滤芯。为了保护滤油器, 必须把堵塞指示器的信号接入控制回路中。
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