機車設備_機車靜液壓系統(tǒng)故障原因分析
東風4B型內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障發(fā)生非常突出，據(jù)統(tǒng)計2003年元月份至2005年9月底，某段共發(fā)生靜液壓系統(tǒng)故障11件，臨修故障123件，嚴重擾亂了安全運輸正常秩序。
故障原因分析
①靜液壓系統(tǒng)管路存在強烈振動是造成管路斷裂的直接原因。根據(jù)對下表的分析，發(fā)現(xiàn)造成靜液壓系統(tǒng)管路裂損的機車有一個顯著的共同特點就是靜液壓管路存在強烈高頻振動，且管路中部振幅最大，用手觸摸管路有麻木感。容易在管路接頭根部產(chǎn)生疲勞裂紋，繼而發(fā)生管路裂漏故障。由于靜液壓系統(tǒng)壓力高達17MPa，在如此高的壓力作用下，使裂紋迅速擴展，機油大量外泄，靜液壓泵及馬達不能正常工作，導致冷卻風扇不能轉(zhuǎn)動，柴油機油、水溫度得不到冷卻而迅速上升，造成柴油機卸載或自然停機，機車無法繼續(xù)運行而構(gòu)成機破。經(jīng)過調(diào)查分析靜液壓系統(tǒng)管路振動的原因主要有以下幾方面。
靜液壓系統(tǒng)振動檢測限度值
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管路、接頭
名稱 |
編號 |
最大值/g |
有效值/g |
峭度/(ds/dt) |
|
管路、接頭
名稱 |
編號 |
最大值/g |
有效值/g |
峭度/(ds/dt) |
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低溫液壓缸出油管接頭 |
D1 |
50 |
15 |
4 |
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高溫液壓缸出油管接頭 |
G1 |
20 |
6 |
3 |
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低溫泵體 |
D2 |
45 |
14 |
3 |
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高溫泵體 |
G2 |
45 |
11 |
3.8 |
|
低溫溫控閥進油管接頭上① |
D3 |
32 |
12 |
2.6 |
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高溫溫控閥進油管接頭上① |
G3 |
30 |
10 |
2.0 |
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低溫溫控閥進油管管身① |
D4 |
70 |
25 |
2.5 |
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高溫溫控閥進油管管身① |
G4 |
60 |
30 |
2.3 |
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低溫溫控閥進油管接頭下 |
D5 |
30 |
8 |
3.3 |
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高溫溫控閥進油管接頭下 |
G5 |
30 |
9 |
3 |
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低溫溫控閥出油管接頭上① |
D6 |
40 |
15 |
10 |
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高溫溫控閥出油管接頭上① |
G6 |
35 |
12 |
4.5 |
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低溫溫控閥出油管中部① |
D7 |
45 |
12 |
4 |
|
高溫溫控閥出油管中部① |
G7 |
40 |
11 |
3.5 |
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低溫溫控閥出油管接頭下 |
D8 |
40 |
12 |
5 |
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高溫溫控閥出油管接頭下 |
G8 |
35 |
10 |
4.0 |
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低溫安全閥進油管接頭上① |
D9 |
35 |
10 |
3.5 |
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高溫安全閥進油管接頭上① |
G9 |
18 |
5 |
3 |
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低溫安全閥進油管接頭下 |
D10 |
30 |
15 |
6.5 |
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高溫安全閥進油管接頭下 |
G10 |
18 |
5 |
3 |
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低溫安全閥出油管接頭上① |
D11 |
30 |
15 |
6.5 |
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高溫安全閥出油管接頭上① |
G11 |
20 |
6 |
4 |
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低溫安全閥出油管接頭下 |
D12 |
30 |
15 |
6.5 |
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高溫安全閥出油管接頭下 |
G12 |
20 |
6 |
4 |
a．清潔度不高是造成靜液壓系統(tǒng)管路振動的主要原因。通過對靜液壓系統(tǒng)管路裂漏故障機車解體檢查，發(fā)現(xiàn)靜液壓管路裂損的機車，該系統(tǒng)機油較臟，雜質(zhì)較多，尤其是檢查靜液壓油箱底部時，發(fā)現(xiàn)沉淀有大量雜質(zhì)或銅粉，這也是廠中修機車，在修后走行1～2萬千米甚至幾千千米發(fā)生故障的原因所在。由于靜液壓系統(tǒng)是一個密閉系統(tǒng)，在正常運用過程中雜質(zhì)不會從系統(tǒng)外部帶入。該系統(tǒng)雜質(zhì)的存在有兩方面原因：一方面，在組裝過程中，因配件及管路各接頭、管口防護不良，人為帶入雜質(zhì)或掉人異物造成；另一方面，靜液壓馬達、泵裝配不良或裝配后未認真進行磨合試驗，致使裝車后磨損產(chǎn)生銅粉，鐵粉等雜質(zhì)。
b．靜液壓油箱噴嘴固定座開焊、上下噴嘴同軸度超限、是靜液壓管路振動的一個重要原因。靜液壓系統(tǒng)工作時，具有一定壓力的靜液壓油經(jīng)回油管進入上油腔，經(jīng)磁性濾清器過濾后，從上噴嘴高壓噴入下噴嘴，經(jīng)下噴嘴擴壓后進入靜液壓泵的吸油管，使靜液壓泵自由吸油變成壓力供油。當上、下噴嘴同軸度超限(大于0.1mm)，或上、下噴嘴間隙過大、過小[要求(4.6±0.2)mm]時，容易引起靜液壓泵吸油形成“空穴”現(xiàn)象，使油壓產(chǎn)生波動。當固定座或下噴嘴座脫焊時，下噴嘴與上噴嘴間的同軸度、間隙距離都會引起相應的改變，從而引起供給靜液壓泵的油量不穩(wěn)定，造成靜液壓系統(tǒng)高壓管路的油壓時高時低，形成油壓波動沖擊，導致管路產(chǎn)生高頻振動。
靜液壓泵、馬達組裝不良，配合間隙超限，是靜液壓管路振動的又一個主要原因。若靜液壓泵各柱塞配合間隙存在差異，在轉(zhuǎn)動過程中形成高壓波動油壓，從而形成脈動式?jīng)_擊，引起管路振動。
d．溫控閥、靜液壓安全閥作用不良也是引起管路振動的一個原因。由于溫控閥隨機車油、水溫度的改變不斷調(diào)節(jié)其柱塞滑閥開啟大小引起油壓波動，另一方面安全閥的滑閥隨壓力沖擊而產(chǎn)生開關(guān)動作，使靜液壓系統(tǒng)管路壓力也發(fā)生波動，從而引起管路振動。
②管路接頭在組裝時存在別勁現(xiàn)象是引起管路裂損的另一個原因。由于存在別勁，往往在接頭根部產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，在高壓靜液壓油交變載荷作用下發(fā)生疲勞裂損。
③管路存在硬傷、嚴重變形也是引起管路裂損的原因之一。管路硬傷、變形處極易形成應力集中而產(chǎn)生疲勞裂損。