汽車起重機(jī)_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(dá)16。如果導(dǎo)控順序閥正常開啟，即使回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)16負(fù)載很大，由于多路閥15進(jìn)口處設(shè)有安全閥，第3聯(lián)泵3也會得到保護(hù)。

    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(jìn)行受力計算與分析。通過計算只要泵的進(jìn)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(jìn)入主閥芯下腔，再通過主閥阻尼孔進(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)行細(xì)致清洗后，連接好管路，重新發(fā)動起重機(jī)，起重機(jī)的各個機(jī)構(gòu)工作正常，目前該起重機(jī)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(dá)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(dá)油路接通后，對液壓泵、回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)起過載保護(hù)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(hù)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(jìn)行安全保護(hù)，即使回路出現(xiàn)故障也可以通過溢流閥保護(hù)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(jìn)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(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)中齒輪泵斷軸及回轉(zhuǎn)機(jī)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(hù)。