装载机怠速提升动臂抖动故障的分析与解决措施
装载机作为工程建设项目中的重要设备,被广泛应用于矿山、公路等公共设施的建设过程中。在工程项目建设过程中,装载机运行的稳定性通常与装载机的液压系统有着直接的关联,当液压系统存在故障时,必然会直接影响到装载机的整体稳定性和用户体验感。同时,装载机经过长时间的使用,其设备的相关结构与零部件还会发生疲劳现象,从而影响其使用寿命。基于此,本文针对装载机动臂抖动故障原因展开分析,并根据动臂抖动的原因提出相应的优化改进措施,以期从根本上解决装载机动臂抖动的问题。
一、装载机液压系统的工作原理分析
装载机的液压系统是实现其各项工作功能的基础,通过液体在封闭管路内的传递与控制,实现力的转换和运动的控制。装载机液压系统的工作原理在于,作为液压系统的动力来源,液压泵将机械能转化为液压能,使液体压力增大,从而输送到液压系统中。液压执行器包括液压缸和液压马达,液压缸负责将液体能量转化为机械能,完成装载斗、挖掘臂等部件的运动,液压马达则负责将液体能量转化为旋转力,用于驱动车轮或履带的旋转。液压阀起到控制液压系统中液体流量、压力和方向的作用,根据控制信号输出的指令,液压阀可以打开或关闭,改变液体的流向和流量,从而实现液压系统的运动控制。液压油箱主要用于储存液压油,并供给液压系统循环使用,液压油在被液压泵吸入后,经过滤清洁再次进行循环使用。
装载机液压系统的具体工作过程如下,首先,当操纵杆、按钮等操作装置移动时,将控制信号传递至液压阀。其次,液压阀根据输入的信号,控制液压油进出液压执行器,从而改变系统中的压力、流量和油路的方向。再次,当液压油进入液压缸时,液压缸内的活塞被推动,从而产生力和位移,完成装载斗、挖掘臂等部件的运动。最后,当液压油进入液压马达时,液压马达受到液压力的驱动,将液体能量转化为旋转力,驱动车轮或履带进行旋转。根据液压系统的工作原理,可以使装载机具备精确的运动控制、高效的力传递和较大的工作能力,适用于各种装载、挖掘和平整等作业场景。
二、装载机怠速提升动臂抖动故障原因分析
(一)卸荷阀问题
在装载机的怠速提升中,动臂抖动故障与卸荷阀问题密切相关。卸荷阀是控制液压系统的油流回路的阀门,用于控制装载机在怠速提升状态下的工作压力。如果卸荷阀调节不当,就无法正确控制油流回路的压力和流量,从而引起动臂抖动现象。而长时间使用或未进行定期的维护保养,卸荷阀内部则可能发生损坏或磨损,这些损坏或磨损会导致卸荷阀无法正常关闭或开启,从而引起装载机怠速提升时动臂的抖动。装载机液压系统中的油液如果遭到污染,便会影响卸荷阀的正常工作,例如,油液中存在固体颗粒、水分或气体等杂质,会影响卸荷阀的密封性能或导致阀芯卡滞,从而引起动臂抖动。
(二)液压油泵和油缸问题
液压油泵用于提供液压系统所需的流量和压力,当液压油泵出现损坏、磨损或堵塞等问题时,会导致液压系统压力不稳定,从而引起装载机怠速提升动臂抖动。当液压油泵进油口处存在堵塞物,如杂质、沉淀物等附着在油泵进油滤网上,会阻碍油液的正常供给,从而导致油液流量不足,造成动臂抖动。液压油泵进油管路如果存在漏气现象,就会导致泵入油液不充分,进而影响油液流量的稳定性,致使动臂在怠速提升时出现抖动情况。此外,液压油泵内的油液压力一旦出现不稳定的情况,将导致装载机液压系统工作压力波动,进而引发动臂的抖动现象。液压缸是装载机液压系统中的执行元件,用于控制动臂的上下运动,当液压缸内部密封件发生损坏或磨损时,油液会泄漏,导致动臂在怠速提升时出现抖动。同时,液压缸活塞杆若发生弯曲,也会导致动臂的运动不平衡,从而引起抖动现象,并且液压缸内部如果存在气体或空气,会影响液压系统的工作稳定性,造成动臂抖动。此外,液压缸的液压油量不足或存在污染物,会导致液压缸无法正常运行,从而造成动臂抖动。
(三)液压阀与操纵杆或传感器问题
液压阀能够控制液压系统的流量和压力,并决定液压油的流向和动作方向。液压阀在装载机液压系统中发挥着控制液压油流的作用。如果液压阀内部出现密封件损坏、弹簧松弛或弯曲等问题,就会使液压阀无法稳定地控制液压油流量和压力,从而导致动臂在怠速提升时出现抖动。同时,如果液压系统中存在杂质、污染物或过多的沉淀物,会导致液压阀内部通道堵塞或卡阻,造成液压油流不畅,无法正常控制动臂运动,从而产生抖动。此外,液压阀的调节参数和工作压力设定不正确,也可能导致动臂在怠速提升时出现压力不稳定或波动的情况,进而引起抖动。
三、针对装载机怠速提升动臂抖动故障的排查策略
(一)观察液压油位计并检测卸荷压力
对于装载机怠速提升动臂抖动故障的排查,首先需要观察装载机的液压油位。通常情况下,如果装载机的液压油位处于液位计中位偏上,符合理论加注量,能够判断出液压油量充足,因此不会产生动臂抖动故障。在对装载机的卸荷压力进行检测时,需要将装载机的量程空载0~25 Mpa之间,当装载机的荷载压力被控制在该区间内时,及时启动装载机,并在怠速下测出卸荷压力设计的标准值,一般不会出现臂抖现象。所以需要对装载机的卸荷阀压力进行调节,在将卸荷阀压力调节到最低值3 Mpa后,使装载机怠速提升动臂,观察是否出现抖动问题。这是因为3 Mpa是装载机卸荷压力的临界点,怠速下的转向泵在进行供油时,需要结合实际情况对怠速提升动臂进行转向,通过这样的方式,动臂抖动情况会逐渐消失。由此可见,系统在实现合流的过程中,会出现对应的动臂抖动情况,但当系统不合流时,对应的动臂抖动情况会随之消除。所以,将卸荷压力从3 Mpa提升到5 Mpa,可以在满足怠速提升动臂的同时,不会使装载机发生抖动。而当卸荷压力调节到5 Mpa时,满载荷怠速提升动臂,此时的转向泵供油已经实现了载荷,不会发生动臂抖动的问题。
(二)排查优先阀并做好清洗工作
在对装载机怠速提升动臂抖动的故障进行排查时,必须做好对优先阀的排查工作,这是因为优先阀的阀杆在装载机系统的合流中很容易出现窜动的情况,一旦出现这种问题,势必会影响到合流中转向泵的稳定性。因此,在对装载机怠速提升动臂抖动进行检查时,应该首先对优先阀进行排查,并对其进行清洗处理,如图2为清洗优先阀的操作。在完成优先阀的清洗后,需要将阀杆装回原位置,随后启动机器对其进行测试,如果发现装载机依旧存在抖动的情况,那么还需要将优先阀卸下,并将优先阀内的阀体和阀杆中的弹簧全部拆取下来,当阀杆失去活性时,由于不会影响到合流的特性,所以依旧可以将优先阀装回到原来的温值进行测试使用,如果依旧存在抖动的问题,那么说明活动抖动问题与优先阀无关,可以排除掉优先阀的问题,再从其他方面考虑装载机怠速提升动臂抖动故障的原因。
(三)做好对液压油箱的排查工作
在对装载机怠速提升动臂抖动故障的分析中,从液压油箱的角度对故障问题进行排查时,需要先卸载液压油箱中的压力,然后收集液压油箱中的液压油并进行存储,再根据实际情况,拆卸下转向泵后观察转向泵的泵齿,如果泵齿存在严重的磨损情况,那么必然是由转向泵齿损坏造成的故障问题。
当泵齿被损坏时,对应的装载机在怠速下提动臂时,由于其转向泵所提供的液压油压力较低,必然会使优先阀口处于开启或闭合的临界状态,从而造成系统合流进而导致液压油断断续续地出现。为了避免这种问题,通常情况下,最可靠的方式是取下液压油箱内的回油滤芯,观察滤芯中是否有铁屑,如图4所示,如果存在铁屑,那么必然是泵齿被损坏而存在于液压系统滤芯内。针对这种情况,需要重新将液压油进行加注,并将卸荷压力调节到设计值,然后启动怠速动臂,此时能够发现装载机不再出现抖动情况,设备恢复了正常。
四、结语
在对装载机怠速提升动臂抖动故障的分析中可以发现,造成其动臂抖动的原因与液压系统故障有着直接的关联。其压力和流量如果不能达到液压系统的要求,必然会使装载机发生抖动问题,所以在处理装载机怠速提升动臂抖动故障时,应该对抖动问题进行全面的分析和严密的排查,从而顺利找到故障的最终根源,并根据根源问题提出解决策略,有助于避免不必要的测试和排查问题,从而加快相关工程项目的施工进度。