汽車起重機(jī)平衡閥工作原理及故障排除

1、汽車起重機(jī)平衡閥工作原理及故障排除摘要：變幅液壓系統(tǒng)是起重機(jī)中的一個(gè)重要部分。變幅液壓系統(tǒng)由于具有體積小、重量輕、易安裝、功率密度大、響應(yīng)快、可控制性強(qiáng)、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日趨廣泛。變幅液壓系統(tǒng)是目前液壓起重機(jī)中使用較為廣泛的一種變幅系統(tǒng)，其變幅動(dòng)作都是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓油缸工作而實(shí)現(xiàn)的。在起重機(jī)維護(hù)與修理的過(guò)程中，正確使用、拆裝、安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)、排除故障及修理，對(duì)充分發(fā)揮其效能，延長(zhǎng)它們的使用壽命是非常重要的。因此，對(duì)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的分析及故障診斷尤其重要。以QY20型汽車起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)背壓平衡閥為例，分析其工作原理，討論總結(jié)了與平衡閥有關(guān)的常見(jiàn)故障的診斷

2、及排除方法，以及其故障診斷實(shí)例分析。關(guān)鍵詞：起重機(jī)；變幅液壓系統(tǒng)；平衡閥；故障診斷；排除方法汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)中的平衡閥主要是對(duì)吊物的下降、落臂與縮臂起到限速作用，防止下放重物時(shí)的失控，同時(shí)使重物和吊臂保持在空間某一位置，其中平衡閥結(jié)構(gòu)圖如圖1。以QY20型汽車起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)背壓平衡閥為例，分析其工作原理，其原理圖如圖2，常見(jiàn)故障的診斷及排除方法，以及其故障診斷實(shí)例分析。圖1 平衡閥結(jié)構(gòu)圖1 變幅液壓系統(tǒng)平衡閥工作原理（1） 當(dāng)換向閥3處于圖示中位時(shí)，變幅油缸1下腔的液壓油被平衡閥2所封閉，油缸1保持靜止。（2）當(dāng)換向閥3處于圖示油缸1上升位置時(shí)，壓力油經(jīng)換向滑閥3和平衡閥2中的單向閥2b進(jìn)入

3、油缸1的下腔，油缸1上腔的油經(jīng)換向閥3回油箱，油缸活塞桿伸出，支起吊臂，起臂速度由油門和換向閥的開(kāi)啟度在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。（3） 當(dāng)換向閥3處于圖示油缸1下降位置時(shí)，油缸1下腔的回油經(jīng)平衡閥被平衡閥中的順序閥2a和單向閥2b所封閉，建立背壓。此時(shí)，一部分壓力油經(jīng)換向閥向滑閥3進(jìn)入變幅油缸1的上腔，同時(shí)另一部分壓力油經(jīng)控制油路至平衡閥中2a處。當(dāng)壓力升值一定值時(shí)，2a處閥芯移動(dòng)，打開(kāi)回油道，變幅油缸1下腔回油經(jīng)平衡閥中2a、換向滑閥3回油箱，于是活塞桿回縮吊臂下降。當(dāng)變幅油缸1下降速度達(dá)到一定時(shí)，控制油路壓力下降，致使2a處閥芯移動(dòng)，回油通道變小，回油量變小，變幅油缸下降，速度減慢；此時(shí)變幅油缸上

4、腔油壓增高，控制油路壓力也增高，致使2a處閥芯移動(dòng)，回油通道變大，回油量增多，直到進(jìn)油量和回油量達(dá)到一種平衡狀態(tài)為止，使變幅機(jī)構(gòu)下降速度維持在穩(wěn)定狀態(tài)下，這種流量調(diào)節(jié)是經(jīng)過(guò)平衡閥的閥芯多次動(dòng)作完成的。平衡閥中2a的開(kāi)啟度僅取決于控制壓力大小，與吊臂負(fù)荷大小無(wú)關(guān)，因而可提供合適的回油背壓控制吊臂下降速度。卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、伸縮臂機(jī)構(gòu)的平衡閥的工作原理基本相似。1-變幅油缸 2-平衡閥 3-換向滑閥 4-溢流閥 5-液壓泵 6-平衡閥、圖2 變幅液壓系統(tǒng)原理圖2 常見(jiàn)故障診斷及排除方法2.1 換向滑閥處于中位時(shí)，變幅油缸下沉首先檢查變幅液壓系統(tǒng)中油缸、平衡閥等元件及管接頭處是否有油外漏。若有，應(yīng)及時(shí)排除；

5、若無(wú)，則擰松變幅油缸上腔的油管接頭，看是否有連續(xù)的流油現(xiàn)象。若擰松螺栓沒(méi)有連續(xù)流油現(xiàn)象，而吊臂依然下降，說(shuō)明平衡閥內(nèi)有故障。如平衡閥中閥芯與閥體接觸面有異物或溝痕，或平衡閥中彈簧斷裂或卡死，或平衡閥內(nèi)密封件等損壞等，則需要解體、清洗、修理、研磨閥芯與閥體接觸面，檢查，更換彈簧，更換密封件等。2.1 變幅油缸不上升先檢查壓力表的指示值，若壓力表的指示值較低，且液壓泵的出油管無(wú)振動(dòng)油流感，加大油門壓力表指示值升高，可基本確定故障在液壓泵，應(yīng)拆檢液壓泵。若壓力表的指示值較低，液壓泵出油管有振動(dòng)油流感，加大油門壓力指示表指示值沒(méi)有變化，則故障在溢流閥，應(yīng)檢修溢流閥，調(diào)整溢流閥壓力。若壓力表的指示值正常

6、，說(shuō)明液壓泵、溢流閥工作正常，應(yīng)擰開(kāi)變幅油缸上腔油管接頭，插入干凈的容器內(nèi)，重新操作，若有大量油快速流出，說(shuō)明變幅油缸嚴(yán)重內(nèi)漏，應(yīng)更換油缸密封件。若沒(méi)有大量油快速流出，說(shuō)明平衡閥有故障，如閥芯、閥桿被卡死，閥芯與閥體接觸面有異物或嚴(yán)重溝痕，密封件有損壞等，則需要解體、修理、研磨閥芯與閥體接觸面，更換密封件。2.2 變幅油缸上升正常，但不能下降首先檢查液壓系統(tǒng)中是否缺油，若缺油，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充；若不缺油，主要故障原因在平衡閥。如平衡閥中開(kāi)啟控制壓力值過(guò)高，或平衡閥控制油路進(jìn)油小孔阻塞，或平衡閥中閥芯、閥桿發(fā)卡等。排除方法是先緩慢擰松從平衡閥至油缸下腔管道上的螺栓接頭，讓油從間隙中慢慢流出，便可使油缸

7、受自重而慢慢縮回，然后拆下平衡閥（切記不可盲目直接拆下平衡閥，以免油缸直接快速回縮造成危險(xiǎn)）。調(diào)整平衡閥開(kāi)啟控制壓力值，檢查、清洗控制閥油路進(jìn)油小孔，解體檢修平衡閥等。2.3 變幅油缸上升正常，但下降抖動(dòng)首先應(yīng)該排除是否是由于臂架本身的饒性變形及內(nèi)部橡膠滑塊變形，使得臂架本身在外部激勵(lì)源作用下產(chǎn)生自由振蕩，并在短時(shí)間內(nèi)自消振效果不明顯。排除前一原因后，檢查液壓系統(tǒng)中是否有空氣，若有空氣，應(yīng)及時(shí)排除液壓系統(tǒng)中空氣；若液壓系統(tǒng)中沒(méi)有空氣，則主要故障原因在平衡閥，如平衡閥開(kāi)啟控制壓力值調(diào)整不當(dāng)平衡閥中閥芯、閥桿不靈活，平衡閥中彈簧疲勞或斷裂，平衡閥中密封件損壞等。排除方法是調(diào)整平衡閥開(kāi)啟控制壓力值，

8、解體、清洗、檢修平衡閥更換彈簧、密封件等。3 QY20型汽車起重機(jī)變幅液壓系統(tǒng)工作異常故障分析與排除（1）故障現(xiàn)象。在一次起重施工做準(zhǔn)備工作中發(fā)現(xiàn)，將操縱桿反復(fù)置于變幅增大和減小的位置，起升速度緩慢。而伸縮臂，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)空載情況下可以正常工作。同時(shí)，當(dāng)加大油門提高液壓泵供油，可以明顯在多路操作閥處聽(tīng)到有較大液壓油流動(dòng)聲音。（2）故障診斷。根據(jù)圖2 變幅液壓系統(tǒng)原理圖，利用車上原有壓力表對(duì)故障作初步診斷。首先測(cè)得變幅系統(tǒng)壓力為5.9MPa，而正常工作壓力應(yīng)為24 MPa左右，所以系統(tǒng)不能正常工作的原因是壓力不足。系統(tǒng)壓力不足的原因可能是：油箱油面過(guò)低；液壓泵發(fā)生故障；溢流閥4處于泄露狀態(tài)；變幅液壓

9、缸內(nèi)泄漏嚴(yán)重；操作法內(nèi)部竄油。根據(jù)先易后難的原則，先檢查油箱和伸縮油缸。其中伸縮油缸在大臂緩慢升起后可以一直保持不不回縮，這兩項(xiàng)可以一目了然排除。然后檢查變幅機(jī)構(gòu)液壓泵，為了確認(rèn)是否是由液壓泵造成的，采取排除法進(jìn)行判別，因?yàn)樯炜s吊臂是正常的，把伸縮系統(tǒng)的泵接到變幅上來(lái)試驗(yàn)，結(jié)果變幅仍不能能夠起升，這就排除了液壓泵有問(wèn)題而造成的變幅故障。接著再檢查溢流閥，先調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力，提高其開(kāi)啟壓力，結(jié)果系統(tǒng)壓力還是沒(méi)有提高。進(jìn)一步對(duì)溢流閥4實(shí)行剖析，卸下先導(dǎo)閥和主閥的連接部分，檢查先導(dǎo)閥的錐閥與閥座接合面的接觸情況，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)磨損和不密合的情況。將溢流閥繼續(xù)解體，取出主閥的柱塞及柱塞彈簧，未發(fā)現(xiàn)彈簧縮短，

10、彈力不足，均為正常。以上檢查調(diào)整檢查都已基本做到位了，但壓力還是沒(méi)有變化，則重點(diǎn)落在操作閥主閥閥芯上。分解拆卸其操作閥后發(fā)現(xiàn)閥座有一條“O形”密封圈明顯已經(jīng)損壞，則就此可確定是該處造成了變幅故障。 （3）故障排除。根據(jù)該型操作閥選配合適的密封圈進(jìn)行更換，并將拆卸解體元件清洗后按要求正確裝配，恢復(fù)液壓回路系統(tǒng)，檢查各項(xiàng)技術(shù)性能都很好，然后裝復(fù)進(jìn)行試車，一切正常，恢復(fù)了原來(lái)的工作狀態(tài)。4 結(jié)語(yǔ)當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不要盲目處理，按照“先易后難、先外后內(nèi)、先重點(diǎn)后一般”的順序分析和解決問(wèn)題，一般先檢查外部泄漏情況， 檢查油量油質(zhì)，檢查堵塞情況，對(duì)于元器件內(nèi)部磨損引起的故障，要先弄懂原理后作針對(duì)性的檢查，通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)更加深入地了解和掌握，不斷提高技術(shù)和工作能力，才能更好地解決液壓設(shè)備使用者面臨的主要問(wèn)題，管理好液壓系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能找出引起系統(tǒng)故障真正的原因，更多的工作是從平時(shí)的日常點(diǎn)檢開(kāi)始，注重設(shè)備檢查和維修工作的細(xì)節(jié)，在故障早期就將引起故障的各種因素消除，通過(guò)對(duì)工作循環(huán)不斷地改進(jìn)與提高，從而使預(yù)知維修工作能在不斷變化的工作環(huán)境中進(jìn)一步完善， 確保設(shè)備發(fā)揮更大的效益，實(shí)現(xiàn)設(shè)備事故為零的目標(biāo)。參考文獻(xiàn)1 李云壯.液壓元件與系統(tǒng)M.機(jī)械工業(yè)出版社