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挖掘机铲斗缸和左行走马达工作无力

作者:二手挖掘机 来源:www.cnwaji.com 发布时间:2016-04-20

摘要:我单位一台PC220-5型小松挖掘机,工作8500h后出铲斗缸和左行走马达工作无力的故障,但回转动作和右行走均正常,其余动作略显迟缓。

1、故障现象

我单位一台PC220-5型小松挖掘机,工作8500h后出铲斗缸和左行走马达工作无力的故障,但回转动作和右行走均正常,其余动作略显迟缓。

小松PC220-7挖掘机2、故障分析

(l )铲斗缸工作无力故障的可能原因

① 控制铲斗的先导油路有故障。

② 控制阀阀芯卡死或严重磨损。

③ 铲斗回路的补油阀卡死。

④ 铲斗缸、活塞或油封严重损坏。

⑤ 主卸荷阀卡死。

⑥ 后泵或其控制系统有故障。

(2 )左行走马达工作无力故障的可能原因

① 控制左行走的先导油路有故障。

② 控制阀阀芯卡死或严重磨损。

③ 行走马达有故障。

④ 中心回转接头窜油严重。

⑤ 主卸荷阀卡死。

⑥ 后泵或其控制系统有故障。

由该机的液压系统原理知,铲斗缸和左行走马达都是由后泵单独供油的,因而铲斗缸和左行走马达同时出现工作无力,其原因最有可能出在主卸荷阀或后泵及其控制系统上。于是将前泵、后泵的高压油管相互交换,再试机时发现,铲斗缸和左行走马达已工作正常,相反,回转马达和右行走马达却工作无力了。由此说明铲斗缸和左行走马达及其控制系统均属正常,故障应在为铲斗缸和左行走马达单独供油的后泵或其控制系统上。

(3 )按附图检查后泵的控制系统并分析结果

① 由于前泵工作正常,证明前泵、后泵公用的控制先导泵和TVC阀工作正常。来源:二手钩机 http://www.cnwaji.com

 

② 在NC阀出口处装一个量程为6MPa的油压表,测得该处油压为Pi(因CO阀出口压力没有测点);将CO阀调节螺栓调紧2一4圈时,发现Pi值上升,再将调节螺栓调回原位时,Pi下降到原来的数值。检测结果符合CO阀工作特性,说明CO阀工作正常。

③ 将NC阀调节螺栓调紧2一4圈时,发现Pi值上升,再将调节螺栓调回原位时,Pi下降到原来的数值。检测结果符合NC阀工作特性,说明NC 阀工作正常。

④ 拆检伺服机构后得知,回位弹簧无折断且弹性良好,连杆机构没有脱落,阀芯无卡滞和磨损现象,由此说明伺服机构工作正常。

由上述检查结果知,后泵的控制系统工作正常,铲斗和左行走马达工作无力只能是后泵本身有故障引起的。

拆下液压泵总成,经解体检查发现,前泵各液压元件完好无损,后泵损坏较为严重,配流盘封油带处有几条较深的沟槽,柱塞缸端面有轻度拉伤,其余液压元件并无明显的磨损现象。显然,后泵不能正常工作是因为柱塞缸与配流盘的接触面严重磨损,造成液压油严重泄漏,致使油压建立不起来,从而导致铲斗缸和左行走马达工作无力。

3、故障排除

鉴于柱塞缸端面损伤不大而配流盘损坏严重的情况,我们采用修磨柱塞缸和更新配流盘的维修方案。即先用平面磨床精磨柱塞缸的磨损端面,然后用氧化铬进行抛光,最后用手工对研柱塞缸和配流盘,保证其接触面积达95 %以上。

将修复后的柱塞缸和配流盘装好后试机,挖掘机工作恢复正常,至今已使用一年多,未出现任何问题。

小松PC200-6A型挖掘机机行走液压系统原理如图1所示。其左侧(右侧相似)行走马达液压工作油路如下:将左行走操纵杆推向前,左行走主阀芯左移,挖掘机主泵液压油经主控制阀、压力补偿阀2、中央回转接头到达油口B,接着进入左行走制动系统和左行走马达(见图2)。由图2可知,当B口进油时,C端压力升高,平衡阀6阀芯左移,液压油从I进入制动油缸,推动制动活塞5压缩制动弹簧解除对马达的机械制动,同时液压油经单向阀2到达马达入口E,马达出口H处液压油经平衡阀6回油箱(A口接通回油),从而使得左马达开始旋转。当将左操纵杆拉回中位时,左行走主阀芯回中位使B油口供油停止,平衡阀6也回中位,油路I处无压力,已处于压缩状态的制动油缸中的弹簧推动活塞5前进,对左马达进行机械制动(该制动力矩为406Nm),防止挖掘机由于停在倾斜地面而引起滑移。另一方面,如果外部牵引力或挖掘机本身惯性克服制动力,左马达会有转动趋势,但由于此时左马达的回油被单向阀1、4及平衡阀6切断,阻止马达转动,形成液压阻尼制动。同理,当挖机正常下坡时,如果重力的下滑分力大于地面摩擦力,左马达将加速旋转导致机器失速,此时,由于左马达入口E处形成负压,平衡阀6回中位,马达出口油被单向阀1、4及平衡阀6切断,左马达液压油出口被堵塞,从而产生很高的液压阻力,迅速阻止马达失速。

中铁五局机电公司一台小松PC200-6A挖掘机在平地实行吊装作业时,司机在单独操作右行走操纵杆使机器向前左转弯时,左、右行走马达都向前直线行走,不能实现转向。当机器离开施工现场下坡时,左边行走速度明显快于右边;当左、右行走操纵杆都回中位后,右侧停止行走而左侧继续前进,带来很大安全隐患。现场维修人员对行走控制先导管、左右行走压力补偿阀进行互换,更换了中央回转接头密封件组件,但故障并未消除。在现场对机器故障进行再检查时发现:该挖掘机直线行走前进、后退正常,没有跑偏现象,单边操作左行走操纵杆,能实现前进右转弯、后退左转弯,单边操作右行走操纵杆后退右转弯时正常,前进左转弯时挖掘机左右两边行走马达向前直线行走,下坡时若引导轮在后,行走马达在前时,行走操纵杆拉回中位时,没有自动行走现象。

根据上述行走液压系统原理和现场检查情况判断,该挖掘机行走系统出现故障有原因有以下两种可能:(1)在单独操作右行走操纵杆使机器前进时,左行走马达前进进油口有异常压力油输入,两边马达同时向前行走。(2)左行走马达制动失效,在右行走马达前进驱动力牵引下,挖掘机左侧被动向前行走,不能实现前进左转弯;下坡时在重力及惯性作用下出现下坡前进失速,左右行走操作杆拉回中位时,右侧马达停止而左侧马达继续前行。

由挖掘机行走液压系统原理分析可知,造成第(1)种可能性即左行走马达输入压力油异常的来源有三个地方:

(1)行走主控阀芯异常开启,前泵压力油通过主阀芯进入左行走马达。

(2)压力补偿阀1、2窜油,右行走高压油窜入左行走油路。

(3)中央回转接头故障导致右行走高压油窜入左行走油路。

小松PC200-6A挖掘机行走时两主泵单独供油,如果左行走主阀芯异常开启,前泵输出压力应达到工作压力,将监控面板置于服务模式,调出压力测试菜单,单独操作右行走操纵杆出现故障现象时,后泵压力20MPa,前泵压力3MPa;下坡将操纵杆回中位时,前后泵压力均为中位压力3MPa,说明出现故障时前泵并未工作,左行走主控阀阀芯并未打开,压力油不是经主控制阀流入。如果压力补偿1、2窜油,那么左侧前进时,右侧行走也将出现异常,但反复试机都未出现这种现象,而且现场维修人员对行走马达压力补偿阀进行了互换,故障现象并未消除,故问题也不在压力补偿阀上。现场维修人员对中央回转接头密封组件进行更换,并检查回转接头总成正常后故障依旧,因此故障也不是由中央回转接头引起的。至此,可以排除左马达是由压力油驱动而主动行走的可能。

排除第(1)种可能性后,该挖掘机故障原因应为左行走马达前进制动失效。行走马达制动由两部分组成,即机械制动和液压阻尼制动。对机械制动进行分析可知,制动部件及油路为前进后退共用,左马达后退正常而左马达前进异常,那么作为共用部件的机械制动系统应没有问题。另一方面,对机械制动进行测试,即在机器出现故障的下坡路段,使机器处于引导轮在前位置,用铲斗支起右侧履带,左侧履带着地,长时间停车后没有出现左侧履带滑移现象,从而排除了故障是由机械制动失效引起的可能。至此,可以肯定故障是由左行走马达前进液压制动失效造成的。对左行走马达前进阻尼制动元件进行检查,发现单向阀4的锥面磨损严重而且还粘附一小块黑色胶状物,对单向阀4进行修复并清洗了部分管道后故障消除。由此可以确定单向阀4表面磨损严重,加上黑色胶状物粘附于阀的锥面,使单向阀关闭不严,是阻尼制动不能建立的直接原因。

调查黑色胶状物来源时,发现该机在品质保障期过后,一直未更换液压油,液压回油滤芯也未按保

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