非典型液壓系統(tǒng)故障案例分析.

1、非典型液壓系統(tǒng)故障案例分析非典型液壓系統(tǒng)故障案例分析 修建部修建部 黃仲賢黃仲賢 20112011年年1212月月2020日日堆取料機(jī)液壓系統(tǒng)故障案例分析步進(jìn)式加熱爐步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)故障案例分析全自動(dòng)皮帶拉緊裝置液壓系統(tǒng)故障案例分析內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱堆取料機(jī)液壓系統(tǒng)故障案例分析一、堆取料機(jī)簡介一、堆取料機(jī)簡介圖1-1 堆取料機(jī)實(shí)物圖 一、堆取料機(jī)簡介一、堆取料機(jī)簡介 堆取料機(jī)主要用于原料礦粉、煤、焦，碳等料場存儲，轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)，環(huán)境溫度-20+45；料場長度240（270）m.堆料及取料為手動(dòng)及自動(dòng)操作；料場布置為固定單尾車通過式，整體結(jié)構(gòu)見圖（1-1）主要技術(shù)參數(shù)如下: 1、生產(chǎn)率 堆料1000t/

2、h,取料800t/h；堆取料高度軌上9.6m,軌下0.5m。 2、取料機(jī)構(gòu) 斗輪型式：無格式；斗輪直徑：4.5m；斗數(shù)：8；斗速：8r/min；前臂架長度36.64米，重14.25噸。 3、變幅機(jī)構(gòu) 變幅范圍：上仰9，下俯8.5；變幅速度：上仰3.4m/min,下俯4m/min。 4、液壓缸參數(shù) 缸徑250mm、行程1000mm，常用工作油壓力為12MPa。 二、故障現(xiàn)象二、故障現(xiàn)象圖1-2 俯仰油缸液壓系統(tǒng)原理圖 懸臂能夠上升不能下降。 俯仰油缸防爆閥防爆閥1YA2YA 三、原因分析三、原因分析 從下面俯仰油缸液壓系統(tǒng)原理圖（1-2）看出，可造成堆取料機(jī)懸臂能上升不能下降故障的因素是多方面的

3、，主要因素有： （一）換向機(jī)構(gòu) 換向閥是否失靈、能否正常換向也關(guān)系到油缸的正常升降，當(dāng)換向閥出現(xiàn)故障，閥芯卡阻或一邊彈簧斷裂，都有可能讓油缸變成單作用缸形式，即壓力油一直供向無桿腔，因此，換向閥不能正常換向是造成懸臂能上升不能下降故障的因素。1YA2YAP T節(jié)流閥組雙液控單向閥 三、原因分析三、原因分析圖1-3 換向鎖緊機(jī)構(gòu)液壓原理圖 （二）鎖緊機(jī)構(gòu) 從換向鎖緊機(jī)構(gòu)原理圖（1-3）看出該系統(tǒng)回路是采用液壓鎖的鎖緊回路，我們知道，液壓鎖也就是雙液控單向閥，懸臂上升后換向下降時(shí)，如果此時(shí)液壓鎖發(fā)生故障如無桿腔回路這邊的液控單向閥卡阻，控制油無法打開系統(tǒng)也就無法形成回路，所以懸臂不能下降，因此，液

4、壓鎖故障也是造成懸臂能上升不能下降的因素。 （三）流量控制機(jī)構(gòu)。 從系統(tǒng)原理圖看出該系統(tǒng)采用單向節(jié)流閥作為流量控制閥，它造成懸臂能上升不能下降的原因跟液壓鎖相似，即節(jié)流閥閥芯卡死在關(guān)閉閥口的位置，無流量輸出，沒形成回路，油缸不動(dòng)作。 三、原因分析三、原因分析 （四）平衡機(jī)構(gòu)。 1、從平衡閥組件原理圖（1-4）看出平衡機(jī)構(gòu)是采用外控平衡閥，平衡閥出現(xiàn)故障時(shí)，閥芯卡阻等原因打不開平衡閥，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，平衡閥故障也是造成懸臂能上升不能下降的原因之一。俯仰油缸防爆閥防爆閥限速閥平衡閥圖1-4 平衡閥組件原理圖 三、原因分析三、原因分析 三、原因分析三、原因分析 2、圖中平衡組件中還有防爆閥。我們先了

5、解一下防爆閥的工作原理：防爆閥一般直接安裝在油缸接口處，當(dāng)進(jìn)入防爆閥之前的管路發(fā)生破裂時(shí)，防爆閥兩端的壓差增大，當(dāng)壓差大于防爆閥的彈簧力時(shí)，防爆閥迅速關(guān)閉，防止意外事故發(fā)生。防爆閥正向正常流通，反向流通時(shí)防爆閥兩端的壓差不能大于防爆閥里面的彈簧力，否則就不能反向流通（這時(shí)和管路發(fā)生破裂時(shí)的原理一樣）。 選取防爆閥的流量一般是正常進(jìn)出油缸流量的23倍，并且在防爆閥外端安裝限速閥來防止管路意外爆死，如果反向爆死，只要正向流動(dòng)一下，就可以解決該問題（其實(shí)就是讓防爆閥兩端的壓差處于平衡狀態(tài)）。由防爆閥的工作原理可知懸臂升降速度的調(diào)節(jié)必須符合防爆閥的壓差大小，調(diào)的太快容易造成防爆閥爆死故障。所以說防爆閥

6、也是造成懸臂能上升不能下降故障的主要原因，下附防爆閥實(shí)物圖（1-5）說明。 三、原因分析三、原因分析圖1-5 防爆閥實(shí)物圖 三、原因分析三、原因分析 （一）診斷 1、起動(dòng)油泵觀察溢流閥情況：能否建立系統(tǒng)壓力，溢流閥關(guān)系到整個(gè)液壓系統(tǒng)壓力的正常與否，查看系統(tǒng)壓力表，采取手動(dòng)推溢流閥試驗(yàn)閥芯，調(diào)節(jié)溢流閥先導(dǎo)閥旋鈕觀察壓力表指針能否正常上下擺動(dòng)。當(dāng)確定溢流閥能夠達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，可以判定溢流閥調(diào)節(jié)是正常的，可以進(jìn)行下一步的故障查找。 四、診斷與處理四、診斷與處理 2、檢查換向閥能否正常工作：先用手動(dòng)試驗(yàn)方法，推動(dòng)換向閥左邊閥芯，同時(shí)推動(dòng)溢流閥閥芯觀察系統(tǒng)壓力表工作壓力是否在設(shè)定的工作壓力范圍，若達(dá)到工

7、作壓力時(shí)懸臂正常工作應(yīng)該是處于上升過程，在本起故障中懸臂可以上升，由此可見換向閥及其元件在懸臂上升工作時(shí)是正常的，若出現(xiàn)手動(dòng)試驗(yàn)懸臂不能動(dòng)作時(shí)，此時(shí)應(yīng)檢查系統(tǒng)壓力是否達(dá)到要求，適當(dāng)將壓力提高一些，觀察懸臂是否有點(diǎn)沖擊； 四、診斷與處理四、診斷與處理 反復(fù)將換向閥芯右邊推至左邊，方法與上述相同，觀察懸臂能否出現(xiàn)輕微沖擊振動(dòng)來判斷換向閥能否正常換向；通過左右反復(fù)推換向閥閥芯可以感覺到兩邊的彈簧力是否相等的（因?yàn)榇朔N換向閥是彈簧對中Y型中位機(jī)能三位四通換向閥，在中間位置時(shí)兩腔彈簧應(yīng)該是平衡的，若出現(xiàn)以下現(xiàn)象即可斷定換向閥有問題1）左右兩端推動(dòng)力感覺失衡即閥芯或彈簧斷；2）左右兩端均無法推動(dòng)閥芯極有可

8、能是閥芯卡阻或卡死，此時(shí)應(yīng)拆卸換向閥清洗檢查。 四、診斷與處理四、診斷與處理 3、檢查液壓鎖及單向節(jié)流閥是否正常工作。通過測壓接頭測量系統(tǒng)兩腔壓力來判斷，其方法是起動(dòng)油泵用電控使之處于工作狀態(tài)后再測量壓力或使用手動(dòng)方法來進(jìn)行打壓后測量兩腔壓力是否正常；若有一定經(jīng)驗(yàn)的人員可以用手觸摸高壓軟管也可以感覺到是否有油通過，其方法是用手握住輸出高壓軟管，感覺軟管是否有振動(dòng)來判斷是否有油液通過，此種方法需要有一定經(jīng)驗(yàn)方可做到；在單向節(jié)流閥輸出管路最近的一活接頭處擰下接頭進(jìn)行短暫的打壓試驗(yàn)觀察兩腔是否有高壓油噴出以此來判斷液壓鎖及單向節(jié)流閥是否正常，此種方法會造成油液外泄漏，不宜多用。 四、診斷與處理四、診

9、斷與處理 4、在排除了平衡閥組以下即液壓站部分元件均正常的情況下，應(yīng)該將故障集中到平衡閥組及油缸部分了。用測壓接頭測量壓力，起動(dòng)油泵開啟換向閥懸臂可以上升，觀察無桿腔測壓接頭壓力表顯示壓力是否接近系統(tǒng)壓力，有桿腔測壓顯示壓力較小，由此判定油缸無內(nèi)泄漏，若有桿腔壓力較大即無桿腔與有桿腔的壓差很小接近平衡就說明油缸存在內(nèi)泄漏；通過上面的檢測如正?？梢钥闯鰡栴}就出在油控制無桿腔（即用于下降控制的平衡機(jī)構(gòu)內(nèi)的防爆閥上了）。 四、診斷與處理四、診斷與處理 （二）故障處理 1、對檢測結(jié)果來看系統(tǒng)壓力，流量是正常的，換向系統(tǒng)也無異常現(xiàn)象，即液壓站部分能正常工作，故障主要集中在油缸附近平衡閥塊部分。 2、再次

10、查看原理圖分析及根據(jù)前面做的檢測，由此判斷是在前面做調(diào)試試驗(yàn)時(shí)將節(jié)流閥開大了所致，將節(jié)流閥、平衡閥重新調(diào)整匹配好系統(tǒng)即恢復(fù)正常。 3、另外一起類似故障，就是防爆閥的調(diào)節(jié)螺母松動(dòng)掉下來，防爆閥無法調(diào)節(jié)間隙而迅速關(guān)閉進(jìn)而導(dǎo)致懸臂無法下降 結(jié)束語：從這起故障得到的啟發(fā)是：液壓系統(tǒng)的分析診斷工作是科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的，不能忽視每一個(gè)元件，哪怕是小小的一個(gè)液壓元件，精通閥件工作原理及結(jié)構(gòu)，并要對每一個(gè)元件進(jìn)行科學(xué)分析，精確地找出故障所在。 四、診斷與處理四、診斷與處理步進(jìn)式加熱爐步進(jìn)梁液壓系統(tǒng)故障案例分析主動(dòng)曲拐軸從動(dòng)曲拐軸連桿框架梁平移油缸升降油缸上升下降后前(靠自重)圖2-1 步進(jìn)梁結(jié)構(gòu)示意圖 一、步

11、進(jìn)式加熱爐步進(jìn)梁工作簡介一、步進(jìn)式加熱爐步進(jìn)梁工作簡介 一、步進(jìn)式加熱爐步進(jìn)梁工作簡介一、步進(jìn)式加熱爐步進(jìn)梁工作簡介 由步進(jìn)梁結(jié)構(gòu)示意圖（2-1）可以看到，框架梁升降是采用曲拐結(jié)構(gòu)，上升時(shí)，升降油缸活塞桿縮回，拉動(dòng)主動(dòng)曲扣軸及連桿帶動(dòng)從動(dòng)曲拐軸一起完成框架梁上升動(dòng)作；下降時(shí)，系統(tǒng)停止供油，鋼坯重量及框架梁自重作用在曲拐軸及連桿上，迫使升降油缸活塞桿伸出，從而實(shí)現(xiàn)下降動(dòng)作，框架梁的平移動(dòng)作則由平移油缸前進(jìn)后退來完成。 二、故障現(xiàn)象二、故障現(xiàn)象步進(jìn)梁升降油缸使用一段時(shí)間，半小時(shí)至2小時(shí)內(nèi)就會現(xiàn)不動(dòng)作，無法進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)動(dòng)作現(xiàn)象故障出現(xiàn)時(shí)油管伴有聲響，重新啟動(dòng)油泵后用至一段時(shí)間當(dāng)聽到鐺一聲響后又會出

12、現(xiàn)上述現(xiàn)象。23456789M9CV15LPO升降油缸1101314161819201712pcocpcocM1M2M3M4CV2CV1CV3CV5CV4CV61516po上升下降升降油缸1升降閥組2升降閥組M圖2-2 升降油缸液壓系統(tǒng)原理圖 三、原因分析三、原因分析 （一）從現(xiàn)象來看，步進(jìn)梁升降系統(tǒng)可以間斷性正常使用，這是一種間歇性液壓故障，很難一下就確定是哪個(gè)元件或是哪一閥組出現(xiàn)故障，下面結(jié)合圖（2-2）升降油缸液壓系統(tǒng)原理圖進(jìn)行分析。這種故障可以歸屬于壓力不正常范疇，先來看看液壓泵，現(xiàn)象觀察壓力表，壓力值正常，液壓泵振動(dòng)、溫度均屬正常，這樣液壓泵故障就可以排除了，再看看是否溢流閥調(diào)壓失靈

13、或閥芯阻尼孔堵塞，因?yàn)橐缌鏖y調(diào)壓失靈情況下，壓力建立不起來，或壓力達(dá)不到設(shè)定數(shù)值；而主閥芯上阻尼孔堵塞的話，液壓力傳遞不到主閥上和錐閥前腔，導(dǎo)閥就失去對主閥壓力的調(diào)節(jié)作用。 三、原因分析三、原因分析 因主閥上腔無油壓力，彈簧力又很小，在進(jìn)油腔壓力很低的情況下，主閥芯就打開溢流，系統(tǒng)便建立不起壓力。檢查溢流閥壓力設(shè)置及溢流情況并沒發(fā)現(xiàn)問題。排除了溢流閥之后，再考慮平衡閥組，是否平衡閥調(diào)節(jié)壓力太高，回油不暢導(dǎo)致油缸停止動(dòng)作，但檢查發(fā)現(xiàn)平衡閥壓力設(shè)置正常。 三、原因分析三、原因分析 （二）液壓卡緊 當(dāng)檢測壓力正常以后，再來考慮是否換向閥組液壓卡緊問題，換向閥閥芯因毛刺或雜物而卡緊的情況下，換向閥不能

14、換向，油缸不動(dòng)作。從本故障現(xiàn)象看很可能是屬于液壓卡緊，但拆開換向閥組，檢查各換向閥塊并沒有發(fā)現(xiàn)問題，甚至換過新的閥件，故障還是沒有消除。 （三）最后從總油管發(fā)出的異響入手，為何一聽到油管有響聲隨后就出現(xiàn)故障，拆卸主油管并把油管立起來的時(shí)候，掉下一粒斷了的內(nèi)六角螺絲頭，這樣，就可以解釋故障發(fā)生的原因了。 三、原因分析三、原因分析油箱比例調(diào)速閥換向閥組法蘭主油管蓋板控制油管主油管DN60油泵球閥DN50至升降油缸圖2-3 閥組管路結(jié)構(gòu)簡圖 四、診斷與處理四、診斷與處理 四、診斷與處理四、診斷與處理 從圖（2-3）閥組管路結(jié)構(gòu)簡圖可以看到，換向油路及控制油路都是從主油管道引入，控制油路是從主油管左端

15、蓋板引出，結(jié)構(gòu)是在蓋板中間鉆孔攻絲，接上一個(gè)管接頭，再聯(lián)接控制油管，可能是換球閥的時(shí)候主油管掉進(jìn)一粒斷頭內(nèi)六角螺絲，啟動(dòng)油泵時(shí)，壓力油把內(nèi)六角螺絲沖到主油管左端蓋板底部，因?yàn)橹饔凸芤瓤刂朴凸艽蠛芏嗲铱刂朴凸芙宇^是在主油管蓋板中間位置，當(dāng)系統(tǒng)平穩(wěn)動(dòng)作時(shí)，內(nèi)六角螺絲沒有受到?jīng)_擊，會仍然?？吭谏w板底部。 這就說明升降油缸為什么可以正常工作一段時(shí)間了，當(dāng)液壓泵隨載荷變量供油時(shí)，內(nèi)六角螺絲頭在沖擊及漩流作用下，被卷入控制油管入口處，金屬碰撞發(fā)出聲響，這就解釋了為什么總油管會發(fā)出聲響，內(nèi)六角螺絲頭堵住控制油管入口的情況下，換向閥的插件失去控制油而無法關(guān)閉，所以升降油缸就無法動(dòng)作。而為什么停一段時(shí)間就可以

16、正常使用呢，因?yàn)橹灰簤罕靡煌Ｖ?，主油管?nèi)壓力降低螺絲頭就會在自重作用下掉到主油管底部，控制油路又暢通。取出內(nèi)六角螺絲頭，再裝回總油管，系統(tǒng)恢復(fù)正常。 四、診斷與處理四、診斷與處理 結(jié)束語：這是一起極罕見的故障，查找起來有一定難度，歸根起來仍然屬于油液污染范疇，也反映出我們在日常維護(hù)工作中的疏忽大意，沒有意識到就小小一粒螺絲頭就能造成系統(tǒng)故障，而且查找起來非常困難，做了許多無用功。 四、診斷與處理四、診斷與處理全自動(dòng)皮帶拉緊裝置液壓系統(tǒng)故障案例分析圖3-1 全自動(dòng)皮帶拉緊裝置實(shí)物圖 一、全自動(dòng)皮帶拉緊裝置簡介一、全自動(dòng)皮帶拉緊裝置簡介 全自動(dòng)液壓拉緊是專為皮帶輸送機(jī)尾部拉緊而設(shè)計(jì)制造，起到皮帶

17、張緊作用，結(jié)構(gòu)見圖（3-1）。技術(shù)參數(shù)如下： 1、拉緊小車的最大行程為5米 2、對位緊小車的最大公稱拉力80KN 3、液壓站型號為ZYLA-YZ4-S2H10 4、油缸規(guī)格型號為ZYLA-YG6-2500 5、液壓站主要技術(shù)參數(shù)如下： 6、液壓站油箱公稱容積為200L 7、液壓系統(tǒng)最大壓力為20MPa 8、060度使用介質(zhì)為HM#抗磨液壓油 9、-300度使用介質(zhì)為HL15#抗磨液壓油 一、全自動(dòng)皮帶拉緊裝置簡介一、全自動(dòng)皮帶拉緊裝置簡介 二、故障現(xiàn)象二、故障現(xiàn)象 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（油缸）不能動(dòng)作，左右換向都無法動(dòng)作，試機(jī)觀察壓力表有壓力顯示，調(diào)節(jié)溢流閥時(shí)，壓力表顯示壓力大小可以在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)上下波動(dòng)。

18、陸續(xù)造成燒電機(jī)等故障 由廠家主持修理（廠家在三包期內(nèi)），修理步驟如下： （一）根據(jù)溢流閥9（見圖3-2）壓力可以調(diào)節(jié)來看，系統(tǒng)壓力正常，據(jù)此先檢查換向拆卸閥芯清洗未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，裝回試機(jī)，油缸還是不能動(dòng)作，之后又拆另外一臺在使用相同型號機(jī)的換向閥換到該機(jī)上，然后試機(jī)，故障仍然沒有消除，說明問題不是出在換向閥上。 三、原因分析三、原因分析 三、原因分析三、原因分析圖3-2 全自動(dòng)皮帶拉緊裝置液壓系統(tǒng)原理圖 12345768 9101113141516171812 （二）拆卸液控單向閥11清理清洗，也未發(fā)現(xiàn)問題，裝回再試機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)還是不動(dòng)作，又從同另一臺相同型號的機(jī)上拆下給換上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)還是不動(dòng)

19、作。 （三）將出口濾油器8，進(jìn)口小油器，溢流閥油路塊全部拆下清洗檢查未發(fā)現(xiàn)異常，裝回后試機(jī)故障依舊存在。 （四）拆卸靠近油缸兩腔的高壓軟管接頭試機(jī)以觀察系統(tǒng)是否有壓力油噴出時(shí)可見有油出但很小，呈現(xiàn)無壓力狀態(tài)。 三、原因分析三、原因分析 （五）將整套油路塊連同閥件一起由另一臺機(jī)同的機(jī)上拆卸下來換上后試機(jī)，故障仍然未能消除。 （六）在發(fā)生油缸不能動(dòng)作前油泵電機(jī)燒壞一次，更換電機(jī)后油缸還是不能動(dòng)作，之后又換油泵，問題還是沒有解決。在換油泵電機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)至油泵的聯(lián)軸尼龍齒圈嚴(yán)重?zé)龎某嗜刍癄睢?（七）廠家服務(wù)人員將已能查找的地方都查找了后仍然未能查到真正的原因之后只好換上一臺相同型號的新機(jī)（油缸沒換）裝

20、上后試機(jī)系統(tǒng)恢復(fù)正常。 三、原因分析三、原因分析 我們將廠家換下的那臺機(jī)作進(jìn)一步的故障查找，思路如下： （一）根據(jù)燒壞油泵電機(jī)及聯(lián)軸器尼龍齒圈熔化來看是因?yàn)橛捅秘?fù)載過大造成的，而造成油泵負(fù)載在的原因有輸出壓力超過溢流閥設(shè)定值，無法溢流而使得油泵電機(jī)堵轉(zhuǎn)，但是從上述分析可知溢流閥是可調(diào)節(jié)壓力大小的，且拆卸油管可以看到有壓力油出來，因此可以判定溢流閥正常，不存在堵轉(zhuǎn)的問題。 三、原因分析三、原因分析 （二）油泵無法吸油形成真空造成負(fù)載增加，導(dǎo)致電機(jī)過載，燒壞電機(jī)及聯(lián)軸器尼龍齒圈熔化，為了驗(yàn)證此項(xiàng)判斷，拆卸下油箱至油泵吸油口的那段軟管，用鐵線試穿，結(jié)果鐵線無法穿過，但是用壓縮空氣吹又有氣流通過。 三、原因分析三、原因分析 （三）為了進(jìn)一步驗(yàn)證判斷，我們將此軟管作縱向切開，可以很明顯地看到一段膠管內(nèi)臂與鋼絲網(wǎng)層分離、鋼絲網(wǎng)內(nèi)層脫落的狀況（見圖3-3），因此當(dāng)油泵吸油時(shí)橡膠內(nèi)層被吸扁而堵死，造成油泵吸空及無壓力油輸出，由于齒輪泵的輸出脈動(dòng)較大吸油時(shí)受到震動(dòng)等各種因素的影響軟管內(nèi)層并不是連續(xù)的完全堵死狀態(tài)，所以溢流閥有壓力顯示及拆下油缸高壓管接頭時(shí)可以看到有少量的油流出現(xiàn)象。 三、原因分析三、