鐵道工程設備_液壓救援起重機回轉制動失靈故障分析與處理
(1)分析與處理
故障現(xiàn)象:觀察發(fā)現(xiàn),回轉操作手柄回位時,本應立即制動,但連接制動器的油管發(fā)生較強烈的振動約10s,在此期間起重機仍在繼續(xù)回轉滑動。油管振動停止后回轉停止。
①各部件檢查 組合梭閥直接控制制動器,首先考慮故障可能出在該閥上,采用更換部件的方法,用完好部件兩次更換該閥,但現(xiàn)象相同,因此判斷組合梭閥無故障。同樣,更換了回轉控制閥,判斷該部件也無故障。制動器不靈或制動力不足也是有可能出現(xiàn)的故障,解體制動器檢查,內部各件作用完好,彈簧力能達到制動要求。至此,經(jīng)檢查所有可能有關的部件均無問題,但故障現(xiàn)象依然存在。
②制動過程分析 分析動作過程,回轉操作停止后,a5或b5泄壓,二位三通閥應很快回位,制動器油壓泄放后應立即制動。但該管振動較長時間,說明泄壓時油路受阻,管路中有阻力形成節(jié)流,使管中壓力不能及時泄放,因而不能立即制動。制動壓力油泄放通路中僅有二位三通閥,再次取下組合梭閥解體檢查,二位三通閥正常,閥內彈簧壓力能使其及時回位。二位三通閥的回位是以a5或b5的泄壓為前提的,而a5或b5的泄壓要經(jīng)過兩個梭閥和回轉控制閥。在回轉不能立即停止的過程中,a5或b5的油管沒有出現(xiàn)振動,說明回轉控制閥中無節(jié)流現(xiàn)象,那么另外的可能就是17-3中的梭閥了。
組合梭閥的內部結構如圖J所示,由3個梭閥和一個二位三通閥組成,梭閥F3的兩出口為未使用的控制端,用兩油堵Ml和M2封閉。
當做一方向回轉運動時,壓力油經(jīng)a5進入梭閥F1,F1中的鋼球封閉b5口,該油壓進入F2,推動二位三通閥,使制動器獲得松閘油壓。當回轉操作停止時,回轉控制閥回位,該控制油壓原路返回,經(jīng)14-2回到油箱。
③一種推測及驗證 由前述分析,組合梭閥的疑點較大。根據(jù)對組合梭閥在制動中的動態(tài)過程的分析思考,提出了一種產生制動延遲的可能方案。
考察制動時組合梭閥中油流的動態(tài)過程,當控制油壓p進入梭閥F2時,鋼珠被推向左側位置,因為F3的出口被封閉,此時F3與F2中是等壓p。設想制動過程開始后,F2中的油壓開始下降,當降到p′(p>p′>0)時,鋼珠兩側出現(xiàn)壓差Δp(Δp=p-p′>0),推動鋼珠右移,只要鋼珠過了F2的中點,就會在p′作用下封閉右側出口,使F2中的油壓不能繼續(xù)泄放。而油壓由夕降至p′,二位三通閥的閥芯已移動了一定距離,使制動器的泄油通道打開了一部分,但由于通道較小,制動器的壓力油回流時形成節(jié)流,油管發(fā)生強烈振動,制動器開始緩慢泄壓。同時由于二位三通閥芯也會產生內泄,油壓p′漸降低,閥芯逐漸回位。經(jīng)過大約10s,油壓泄完,油管停止振動,制動器才完全制動,起重機停止回轉。簡言之,因F3中的背壓,推動F2的鋼球封閉出口,造成回油受阻,不能及時泄壓,使制動時間延遲。
為驗證這一推測,松開一個油堵M1,使其不能產生背壓,然后回轉試車,反復數(shù)次,均能迅速可靠制動,初步證明了以上推測是正確的。
松開油堵M1以后正常使用了一段時間,又出現(xiàn)了回轉制動失靈,和最初的故障現(xiàn)象完全相同,當即判斷,可能是F3中的另一個鋼珠移到了左側位置,堵住了原M1口。將油堵M2松開后,制動又恢復正常,進一步說明了當初的推測是正確的。
④最后處理 采用松開F3油堵的辦法,使用中該口會有少量油液流出,不便于起重機的維護保養(yǎng)。最后采用取出梭閥F2鋼珠的辦法,使其失去單向閥作用,制動時,不再堵塞油路。經(jīng)重載試吊和現(xiàn)場救援的實驗考驗.,回轉制動完全恢復正常。
(2)進一步思考
雖然該故障已初步查明,且處理結果證明推測的正確性,但該推測應能夠解釋各種已出現(xiàn)的現(xiàn)象和其他一些相關的疑問。
①一段時間后才有此現(xiàn)象 故障并非一開始就存在,起重機出廠時工作正常,使用一段時間后才有此現(xiàn)象。據(jù)救援隊反映,開始使用的一段時間,未發(fā)現(xiàn)回轉制動失靈現(xiàn)象,只是在一次事故救援時,因情況特殊,操作時出現(xiàn)了較大的傾斜和振動,此后就出現(xiàn)了回轉制動失靈的現(xiàn)象??赡茕撝樽髠仁且粋€油流死角,最初該組合梭閥因油的黏滯性,使鋼珠黏在F2左側不動,因較大振動而松動。
②故障的隨機性 制動失靈是經(jīng)常發(fā)生而不是每次發(fā)生,具有一定的隨機性。因梭閥F3中是靜壓,沒有油流通過,Δp所能產生的推力僅僅是F3中存油的彈性而已,推力極為有限,可能存在有時鋼珠推不過中點,就不會造成制動失靈。另外,起重機所處不同位置的傾斜程度的不同,也會對鋼珠移動的難易產生影響。
③升降機構無此現(xiàn)象 升降機構工作原理與回轉相似,也由組合梭閥控制制動,但沒有發(fā)現(xiàn)制動失靈的現(xiàn)象。升降機構除了有液壓制動器以外,吊鉤下降還受平衡閥限制,增加了一道安全環(huán)節(jié)。根據(jù)上述推測,組合梭閥仍有可能出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象,使制動器不能及時制動,只是平衡閥的作用可能會掩蓋該問題的出現(xiàn),但仍是一個不安全因素。
(3)改進
本故障具有一定的隱蔽性和隨機性,其他相同型號的起重機很可能會發(fā)生同樣的故障。即使暫時沒有發(fā)生,也存在著不安全的隱患。解決該問題可以有幾種方法。
①松開F3的兩油堵 方法最簡單,但使用中該口會有少量油液流出,不便起重機的維護保養(yǎng)。若外加回油管路,又會使結構復雜化。
②取F2中的鋼珠 也比較簡單,但影響零件互換性。如維修更換部件時,因疏忽換上了未取鋼珠的部件后,還會產生制動失靈。
③改進設計 因組合梭閥中的F2和F3沒有作用,可將組合梭閥改為圖K所示結構,用一個梭閥和二位三通閥取代組合梭閥,不足的是由一個部件變成了兩個部件。本方法同樣適合升降等機構中的組合梭閥改造。
對在用起重機,可考慮方法②。對新制造的起重機,可采用方法③。