汽車起重機_齒輪泵斷軸原因分析及解決措施
1.齒輪泵斷軸原因分析
(1)第3聯(lián)泵斷軸原因的判斷。更換備用泵后,通過試車可知,第3聯(lián)泵所在的支腿系統(tǒng)工作正常,但回轉(zhuǎn)系統(tǒng)不動作,表明泵突然斷軸發(fā)生在回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)中。打開濾油器13,發(fā)現(xiàn)其密封已破損,其濾芯為燒結(jié)金屬,有堵塞跡象,表明油液污染已造成濾油器堵塞。
在正常工況下,第3聯(lián)泵輸出的油液先經(jīng)導(dǎo)控順序閥14,再經(jīng)多路閥15到回轉(zhuǎn)液壓馬達16。如果導(dǎo)控順序閥正常開啟,即使回轉(zhuǎn)液壓馬達16負(fù)載很大,由于多路閥15進口處設(shè)有安全閥,第3聯(lián)泵3也會得到保護。
因此導(dǎo)控順序閥14未開啟或開啟過慢,造成第3聯(lián)泵出口發(fā)生“斷路”。由圖F可知,第3聯(lián)泵出口至導(dǎo)控順序閥14之間沒有設(shè)置安全閥,因此導(dǎo)控順序閥14未開啟或未及時開啟,使得泵出口和導(dǎo)控順序閥14之間的油路變成閉死腔,泵出口壓力急劇上升,使第3聯(lián)泵形成大負(fù)載,造成泵軸斷裂。
(2)泵軸應(yīng)力計算。應(yīng)用材料力學(xué)和齒輪泵受力公式,對齒輪泵的泵軸進行受力計算與分析。通過計算只要泵的進出口壓力差大于20.55MPa,則該泵軸就可能發(fā)生斷裂。
(3)導(dǎo)控順序閥無法開啟的原因。圖G為回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)圖(圖中序號標(biāo)注見圖F)。導(dǎo)控順序閥14為內(nèi)控和外控聯(lián)合控制型,泵出口壓力油通過濾油器13進入主閥芯下腔,再通過主閥阻尼孔進入主閥芯上腔、先導(dǎo)錐閥前腔和頂桿右側(cè),蓄能器11的壓力油通過導(dǎo)閥阻尼孔進入頂桿左側(cè),在頂桿推力和液壓泵出口油壓的聯(lián)合作用下開啟先導(dǎo)錐閥,先導(dǎo)錐閥打開后,在主閥阻尼孔兩端壓力的作用下主閥芯開啟,導(dǎo)控順序閥打開。
由于濾油器13堵塞或蓄能器11壓力過低,都將使得導(dǎo)控順序閥14無法打開,短時間內(nèi)就將使第3聯(lián)泵出口壓力驟增,迅速超過20.55MPa,這是斷軸的根本原因。
2.解決措施
(1)油液污染監(jiān)測與控制。汽車起重機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中液壓泵的斷軸故障是由于油液污染導(dǎo)致濾油器堵塞,引起導(dǎo)控順序閥無法正常開啟而造成的。該汽車起重機已經(jīng)連續(xù)使用10年并從未徹底更換過液壓油,也未對濾油器進行過清洗,液壓油已經(jīng)嚴(yán)重老化,污染物大量存在于系統(tǒng)回路中。
拆下導(dǎo)控順序閥和管路濾油器,對阻尼孔和濾芯進行細(xì)致清洗后,連接好管路,重新發(fā)動起重機,起重機的各個機構(gòu)工作正常,目前該起重機已連續(xù)使用數(shù)月,沒再發(fā)生液壓泵斷軸和回轉(zhuǎn)失靈的故障。
選擇帶有旁通油路的濾油器或帶發(fā)訊器的濾油器,并定期清潔油液、及時更換濾芯,是降低設(shè)備故障率的有效措施。
(2)液壓泵出口增設(shè)安全閥。
在圖F中,回轉(zhuǎn)液壓馬達回路中的溢流閥只有當(dāng)液壓泵與多路閥、回轉(zhuǎn)液壓馬達油路接通后,對液壓泵、回轉(zhuǎn)液壓馬達起過載保護作用,支腿操縱閥4中的溢流閥6也只當(dāng)液壓泵與支腿油路接通后,對液壓泵及其油路起到保護作用,該系統(tǒng)在液壓泵出口處沒有設(shè)置安全閥。
泵出口將形成閉死容腔,都將導(dǎo)致泵出口壓力急劇增大、產(chǎn)生斷軸事故。如果在第3聯(lián)泵的出口設(shè)置1個溢流閥,對泵進行安全保護,即使回路出現(xiàn)故障也可以通過溢流閥保護液壓泵,防止液壓泵由于壓力過高而斷軸。
該系統(tǒng)中,只需將支腿操縱閥4中的溢流閥6改到定位式操縱閥5的前面,使該溢流閥真正成為第3聯(lián)泵的安全閥,見圖H.
3.結(jié)論
(1)油液的污染導(dǎo)致了濾油器堵塞或供油不暢,導(dǎo)致了順序閥未開啟或未及時開啟。選擇帶有旁通油路的濾油器或帶發(fā)訊器的濾油器,并定期清潔油液、對油液污染狀態(tài)進行監(jiān)測和控制是降低設(shè)備故障率的有效措施。
(2)液壓泵出口未設(shè)置安全閥、順序閥未開啟或未及時開啟,導(dǎo)致液壓泵出口形成“斷路”,使得液壓泵出口壓力驟增是起重機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中齒輪泵斷軸及回轉(zhuǎn)機構(gòu)回轉(zhuǎn)失靈的直接原因。
(3)液壓泵的出口處一定要設(shè)置溢流閥,限制液壓泵出口的最高壓力,對液壓泵形成直接安全保護。