液压回转机构

2024-09-08

液压回转机构（精选7篇）

液压回转机构篇1

塔式起重机(简称塔机)是建筑施工中一种重要的起重运输机械，塔机三大工作机构(起升机构、回转机构、变幅机构)的调速性能直接影响塔机的工作效率、安全性和可靠性。为了提高塔机效率、加快吊装施工进度，塔机的三大机构均应具备较高的工作速度。本文基于对塔机回转机构工作时的实际载荷特性和设计要求的研究，设计了一种新型的全液压回转机构。

1 回转机构工作特性研究

塔机的回转机构启动、制动频繁，塔机回转时需要克服自重及吊重的惯性力矩以及风阻力矩、摩擦力矩以及其他阻力矩，其中风阻力矩和惯性力矩在塔机回转力矩中占有很大比例。随着塔机起重臂越来越长，塔机所受的惯性力矩及风阻力矩均相应的增加，这样就会造成塔机的操控不稳定，尤其是在启动、停止或遇到较大的顺风或逆风时更为明显。塔机的实际使用情况表明，由于回转机构在突然打反车和突然启动或制动造成过大的冲击载荷，从而导致塔机稳定性破坏及结构与元器件破坏的情况占有很大的塔机失效比例[10]。

目前使用的塔机在回转机构方面应用以下几种技术：绕线式电动机串接可变电阻调速系统;带制动器的三速笼型异步电动机驱动机构;双绕线转子异步电动机驱动机构;装有涡流制动器的线转子异步电动机驱动机构及陀螺测速仪加变频器的RVF等。这些技术无非是调压、调频等方式对电机进行调整，只能在一定程度上降低塔机回转机构工作时的冲击载荷，没有从根本上解决塔机的回转冲击问题。为了从根本上解决塔机回转机构的回转冲击特性以及可靠性、稳定性要求，并适应塔机大型化的需要，塔机的回转机构需具有以下的特性。

1)在启动、制动、换挡的过程中，回转平稳，起、制动惯性力小以减小机械冲击。

2)在重载、轻载回转时可实现不同的速度，具有良好的调速性能。

3)使用可靠、寿命长、故障率低。

4)回转过程中能有良好的停止定位性能，非工作状态可以自由转动。

5)回转机构本身应尺寸小、重量轻。

6)传动效率高。

2 回转系统的总体方案

为了达到使回转机构的启动及制动过程都能平缓进行，避免产生急剧冲击和对金属结构产生破坏性影响，危及塔机的安全，同时能够增大调速范围，改善调速性能，增加调速挡次，设计了一套应用以多排式柱塞变量马达为主的静液压传动系统。本液压系统采用多排式轴向柱塞马达、附加各种变量控制单元和传动元件，通过使用原有泵站组成的一种三级变速的静液压传动系统所构成的塔机回转机构，其液压系统图如图1所示。

1-手动阀;2、4-电磁阀;3-多排式轴向柱塞马达

新型塔机回转机构工作原理为：由原有泵站泵油，通过软轴钢丝控制一个两位四通的手动阀1控制多组式液压马达的正转及反转，并且通过对手动阀设置适当挡位控制阀口开度的大小，控制液压油的流量，从而控制启动制动时间，使启动、制动工作平稳;通过对液压油流量的控制也可以实现塔机回转机构的制动，使整个机构无需安装制动器。通过对两个两位四通的电磁阀2、4的控制来控制多排式轴向柱塞马达3的工作排数从而得到不同的回转速度，其具体情况如下：仅当电磁阀2通电处于工作状态时，与之相对应的多排式液压马达相应的排处于工作状态使塔机工作在第一种速度;仅当电磁阀4处于工作状态时，塔机处于第二种速度;当两电磁阀同时处于工作状态时，塔机工作于第三种速度。多排式轴向柱塞马达直接驱动负载使其完成回转运动，对高速方案和低速方案都适用，这样回转机构无需变速箱。此回转机构不用安装制动器及变速箱，从而使塔机的回转机构简单、使用可靠、本身的尺寸小、重量轻。

多排式轴向柱塞马达工作压力高、能够输出较大的扭矩和功率，且工作效率高、低速工作稳定、启动效率高，更有结构简单、外形尺寸小、变量范围大、变量控制简单的优点，通过改变参与工作的柱塞排数，容易实现低速大排量、恒功率变速及“微动”功能，以多排式轴向柱塞马达为主构成的静液压传动系统本身属于柔性传动，多排式轴向柱塞马达具有合理的挡位(速度调节幅度)使整个系统调速范围宽，既能实现慢就位所需低速，又能实现轻载所需的高速，不论是加速还是减速，其速度和力矩的变化都是平滑过渡的，使塔机免受冲击载荷带来的损害，因而大大提高了塔机整机的可靠性。调速系统工作平稳也使得塔机不论是在起升机构还是在回转机构工作时，都减轻了吊臂和塔身等构件受到的动载荷,避免或减少了吊臂、塔身等构件的扭转和摆动，使塔机整机的安全性得以大大提高。

3 多排式轴向柱塞马达

轴向柱塞马达是整个静液压系统的主要组成部分，在此对其进行一下简单的介绍。

双排式轴向柱塞马达是多排式轴向柱塞马达中最简单的一种型式，其基本结构如图2所示。外壳由左端盖1、右端盖14和壳体7组成，左端盖、右端盖分别通过螺栓6与壳体7连接;缸体8装在壳体内的马达轴或泵轴17上，两者以花键相连一起旋转;在缸体8不同的同心圆周上设置多排(此处为两排)柱塞9、20，每排柱塞的直径相同且均布在圆周上，并且不同圆周上的柱塞错位布置;每个柱塞具有顶底连通的油道，其顶部有球铰与滑靴11铰接。在泵的左端设有配流盘2，通过圆柱销将其固定在缸体8和左端盖1之间，配流盘2上具有与柱塞排数相同并分别与之对应和连通的腰形油窗孔。同时，在缸体的内圈小孔里设有多个均布的中心弹簧10，它的弹簧力一方面将缸体8推向配流盘2，另一方面通过压盘钢球13和压盘18使滑靴11紧贴斜盘12;位于缸体8中心的马达或泵轴17由固定在左端盖和右端盖的圆锥滚子轴承3支撑，并在右端与半联轴器16相联;缸体与左端盖和右端盖连接处以及右端圆锥滚子轴承外设有密封圈5、15，并在缸体下部设有出油孔和油塞19。

1-左端盖;2-配流盘;3-轴承;4-柱塞销;5、15-密封圈;6-螺栓;7-壳体;8-缸体;9、20-柱塞;10-中心弹簧;11-滑靴;12-斜盘;13-压盘钢球;14-右端盖;1 6-半联轴器;17-马达轴;18-压盘;19-油塞

多排式轴向柱塞马达的工作原理与双排式相似，在图2中，斜盘12和配流盘2固定不动，柱塞9、20可在缸体8的柱塞孔内移动。当高压油经配流盘2的高压腰形窗口进入缸体8的柱塞孔内后，处在高压腔中的柱塞被顶出，经滑靴11压在斜盘12上。由于斜盘12的中心线与缸体8的中心线相交一倾角δ，故斜盘12经滑靴11作用在柱塞9、20上与斜盘12平面垂直的反作用力F可分解为两个分力：轴向分力Fx和作用在柱塞9、20上的液压推力相平衡，垂直分力Fy将使缸体8转动，从而带动马达轴17转动，并经半联轴器16输出。

4 结论

新型塔机回转机构采用多排式轴向柱塞马达、附加各种变量控制单元和传动元件，并且使用原有泵站组成的静液压回转系统。新型回转机构具有以下的技术特点。

1)速度和力矩的变化平稳，使塔机免受冲击载荷的损害。

2)在重载、轻载回转时可实现不同的回转速度，具有良好的恒功率调速性能。

3)塔机在回转过程中能有良好的停止定位性能，非工作状态可以自由转动。

4)机构结构简单，使用可靠、寿命长、故障率低，且回转机构本身尺寸小、重量轻。

5)利用原有泵站，传动效率高，成本低。

6)可提供低速大扭矩传动。

参考文献

[1]李世六,吴立楷.轴向多组柱塞式液压变量泵或变量马达[P].中国专利:99117320.1,1999.

[2]李世六,吴立楷.全液压汽车液压传动与控制系统[P].中国专利:00109984.1,2000.

[3]方建中.多排式轴向柱塞泵的关键技术研究及动态仿真[D].重庆:重庆大学,2007.

[4]卢义敏.纯水液压轴向柱塞泵的研制[D].浙江:浙江大学,2005.

[5]湛立明,陈俊伟.塔式起重机回转机构的改进[J].建设机械技术与管理,2000,(3):25-27.

[6]陈天惠,尉迟志明.PLC控制自测功能在塔式起重机上的应用[J].建筑机械化,2007,(06):21-23.

[7]尹之强,丁苏赤.塔式起重机回转机构主电路的设计[J].起重运输机械,2001,(08):3-6.

[8]李笑.液压与气压传动[M].北京:国防工业出版社,2006.

[9]左健民.液压与气压传动(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2005.

[10]冯加洋.塔式起重机使用方面的危险因素浅析[J].科技信息,2009,(18):273-274.

液压回转机构篇2

关键词：门座起重机,回转机构,液压制动,绕线式电动机,连锁保护

1 概述

门座起重机是港口货物装卸、船舶施工安装、大型水电站建坝工程中被广泛使用的重要设备。其中回转机构的运行状况直接关系装卸速度和整机性能, 回转机构的制动系统大致分为变频变力制动和液压制动两种, 后者较前者优势在于制动平稳冲击小、成本低廉等, 在业内普遍认可且有着广泛的应用。文章仅对液压制动形式的优化改进进行探讨。

2 回转机构组成

回转机构由回转支承装置和回转驱动装置组成。支承装置为门座起重机上回转部分提供稳固的支承, 同时将上回转部分的压力传递给门架。驱动装置用来驱动回转部分相对于门架实现回转。制动时通过踩踏司机室内制动踏板将制动液压力通过液压管路传递给制动器, 制动器对回转驱动机构进行制动 (图1) 。

3 电机调速系统

通过联动台上的主令开关将回转启停及调速信号传递给PLC, PLC通过切换主回路正反转接触器和转子切电阻接触器对电动机进行控制;转子串电阻调速属于恒转矩调速, 电动机能够提供的最大电磁转矩与转子电阻无关, 保证了回转电机具备可靠的过载能力, 同时亦能保证电动机能够低速启动 (图2) 。整套电气系统配备过流、过载等保护器件。

4 回转工况研究

起动及运行:回转制动器打开, 转子回路串接电阻起动。电机转子中串入外接电阻可增大电机启动转矩Tst, 从而保证了电动机的大转矩启动特性。运行中, 通过逐级减少转子电阻值, 增大回转转速。

制动:制动时回转主令手柄归零, 回转电动机断电, 司机踩踏制动踏板, 制动液压油带动制动器闭合进行制动。

门座起重机实际操作中, 基于装卸现场工况复杂多变和司机操作水平参差不齐等诸多因素, 起动时, 很难保证制动器释放动作超前于回转主令手柄启动动作;同理, 制动时也很难保证回转主令手柄归零动作超前于制动器闭合动作。如果制动器闭合, 回转电机仍处于通电状态, 电机承载转矩为门机上回转常规转矩及制动器附加转矩之和, 电机、联轴器、制动器等处于过载运行状态。

5 上述误操作造成的不利影响

(1) 回转电机过载起动, 起动时间增加, 如超过设定时间 (D-Time) , 会引起保护继电器动作, 使回转电机断电, 严重时直接引起电机堵转, 影响装卸效率;回转电机过载运行中, 处于大电流工作, 如超过设定时间 (O-Time) , 会引起过热继电器动作, 使回转电机断电, 同样影响装卸效率 (图3) ;同时回转电机长期处于过载工况, 会引起电机过热, 造成绕组绝缘降低, 最终造成电机烧毁;控制元件和线路长时间过载运行, 会引起接触器和断路器的触点发热, 寿命减少, 严重时造成触点烧坏;造成电机轴承发热, 严重时轴承磨损, 会加大电机振动, 降低电机使用性能和寿命。

(2) 回转联轴器采用摩擦片式极限力矩联轴器, 电动机输出轴通过弹性柱销与联轴器联接。当过载超过摩擦片所能提供的最大力矩时, 摩擦片间相互摩擦卸力并产生热量, 整个联轴器短时间内产生大量的温升, 因为弹性柱销为胶性材质, 长期过热必然加剧弹性柱销的磨损并降低其使用寿命, 过载发热严重时甚至直接引起弹性柱销熔化, 需消耗人力物力对柱销进行更换。

(3) 制动器于电动机运行时进行制动, 加剧制动盘的磨损, 降低回转制动的安全性能, 缩短了制动盘的更换周期。

6 液压制动改进探讨

综上所述, 故障原因为回转电动机运行与回转制动同时误动作, 缺少必要的电气连锁保护。改进方案如下, 选用重型结构 (金属外壳、金属摆杆) 的摆杆式机械限位开关, 安装于制动踏板下, 踏板非制动状态时, 依靠踏板的回位弹簧拉力触发限位动作;机械限位常闭触点引入PLC, 在PLC程序内部与回转电机启停信号形成电气联锁保护;制动时, 脚踏踩下, 机械限位归位, 限位内部触点动作将制动器动作信号传递给PLC (图4) 。

引入连锁保护, 起动时, 当脚踏动作回转制动时, 即使扳动回转手柄, 回转电动机也不会启动。制动时, 脚踏动作, 回转电机自动断电保护。

7 结束语

通过上述技术改进, 门座起重机在装卸使用过程中, 回转机构在保证正常装卸效率的前提下, 启动、制动时平稳无冲击, 再无过流、堵转情况发生, 降低了极限力矩联轴器的工作温度, 延长了制动鼓的使用周期, 提高了整机的工作效率。

参考文献

[1]张臣堂.电气传动自动化技术手册 (第3版) [M].北京:机械工业出版社, 2011.

[2]张质文, 虞和谦, 王金诺, 等.起重机设计手册[M].北京:中国铁道出版社, 1998.

[3]夏翔.起重电控设计参考手册[M].北京:机械工业出版社, 2012.

不停窑更换回转窑液压挡轮篇3

1前期准备

1.1调整托轮控制窑的上下行

挡轮轴承故障后，挡轮已不能转动，无法再推动窑上行，因此，采用歪斜调整托轮的方法来使回转窑受上推力作用，使窑体上行。当向上窜动到一定程度时在托轮上抹油以减小托轮与轮带间的摩擦力使回转窑下行，当下行到一定程度时在托轮上撒一些生料粉来增大托轮与轮带间的摩擦力使回转窑上行。注意将润滑托轮的石墨块调整一下，使其与托轮之间有间隙，以免托轮上的油或生料粉被石墨块刮掉。

由于窑尾密封装置与窑尾烟室外的距离很小，窑向上窜动过多将导致密封装置撞击烟室墙板;当人为在托轮上抹油使窑下行时，如果下行过多轮带与托轮不能完全接触，甚至窑头密封会出现问题。因此。在二档轮带两侧分别安装电铃报警装置，当窑上窜或下行到一定程度时(该行程要比回转窑正常运行时上下行的行程要短)电铃报警，人为在托轮上抹油或撒生料粉使窑下行或上窜。

在窑受托轮上推力的作用时，托轮会向下移动，因此需密切关注托轮瓦止推环和轴瓦边缘的间隙以及各档托轮瓦的温度变化情况，要有专人负责不间断巡检托轮温度，同时中控操作人员也要关注瓦温，一旦出现温升异常情况，这时需要将托轮轴承座内的热油放出一些，然后加入一些凉油控制一下托轮瓦温，以免温度过高造成烧瓦。

同时，必须做好调整记录，为挡轮更换后将托轮调回原位做好准备。

1.2制作安装拆卸平台

在挡轮的旁边制作安装一个平台，以便于挡轮拆装。平台的大小以将挡轮从窑筒体下拉出后吊车便于吊装为准，可适当大些，便于施工。

2更换液压挡轮

准备工作全部做好以后，就可以对液压挡轮进行拆卸了。可适当将回转窑转速降低一些，以免在更换过程中窑体上行过快，难以控制。整个拆装工作可在16h以内完成。特别要注意的是，由于更换过程中回转窑是转动的，所以一定要注意安全。

3挡轮更换后的恢复工作

液压挖掘机回转支承的维护保养篇4

1. 滚道的润滑

回转支承滚动体和滚道容易损坏和失效,其故障率较高。在挖掘机使用过程中,向滚道内加注润滑脂能够减少滚动体、滚道、隔离块3者之间的摩擦和磨损。滚道腔空间狭小、加注润滑脂阻力较大,需要使用手动黄油枪进行人工加注。回转支承滚道的润滑油嘴一般分布在回转支承外圆壁位置,如图1所示。

滚道腔一般选用2#锂基润滑脂润滑,加注润滑脂周期一般为100h,在粉尘多、高温、连续工作等特殊工况下,应适当缩短加注周期。加注润滑脂时,需要转动回转支承,大约每转动15°～25。加注1次。加注时应注意观察回转支承外密封圈,当看见润滑脂从外密封圈一周均有渗出时,应停止加注。

滚道腔加注润滑脂时,应避免“静止状态加油”、“单点加油”等不良加注方法,这是因为上述不良加注方法会造成回转支承局部漏油,甚至造成回转支承油封永久性损坏,导致润滑脂流失、杂质侵入、滚道加速磨损。注意不要混合使用不同型号润滑脂,以免其过早失效。

更换回转支承滚道内严重变质的润滑脂时,应边加注边缓慢匀速转动回转支承,使润滑脂在滚道内填充均匀。此过程不能操之过急,需要循序渐进,才能完成润滑脂的新陈代谢。

2. 齿轮啮合区的保养

打开回转平台基座上的金属盖,可观察回转支承内齿圈及回转马达减速器小齿轮的润滑及磨损情况,如图2所示。该金属盖下面应垫上橡胶垫,并用螺栓紧固。如果螺栓松动或橡胶垫失效,水就会从金属盖渗进回转内齿圈的润滑腔(集油盘),造成润滑脂过早失效、润滑效果下降,导致齿轮加剧磨损和腐蚀。

更换内齿圈润滑腔润滑脂的方法如下:首先,使用工作装置将挖掘机支撑起来,操作者进入挖掘机履带架下方,将金属盖打开(见图3);其次,将挖掘机落到地面上,开动挖掘机做回转动作10圈左右,即可将失效的润滑脂排尽。回转支承内齿圈润滑腔同样加注2#锂基润滑脂,更换周期一般为2000h,加注量应根据挖掘机型号而定,如表1所示。

3. 内外油封的维护

回转支承内、外油封为橡胶密封条结构,其承受压力较小。外油封位于回转支承内齿圈下表面,用来防止回转支承外部沙粒等异物进入滚道,造成滚动体及滚道磨损;内油封位于回转支承外圆上表面,用来防止内齿圈润滑腔内的油脂进入滚道腔。回转支承内、外油封位置如图4所示。

挖掘机使用过程中,应经常检查回转支承内、外油封是否完好,若破损应及时检修或更换。若回转马达减速器密封圈损坏,会造成减速器内齿轮油渗漏到内齿圈润滑腔,在回转支承内齿圈与回转马达减速器小齿轮啮合过程中,润滑脂与齿轮油混合,温度升高后就会使油脂变稀,变稀的油脂会被推到内齿圈的上端面,并通过内油封渗入滚道内,造成外油封渗油、滴油,导致滚动体、滚道和外油封加速损坏。

一些操作者认为回转支承润滑周期与动臂、斗杆相同,需要天天加注润滑脂,实际上这样做是不对的。这是因为加注润滑脂过于频繁,会造成滚道内润滑脂过多,将导致内、外油封处润滑脂外溢。同时杂质会进入回转支承滚道内部,加速滚动体与滚道的磨损。

4. 紧固螺栓的维护

一些操作者认为回转支承螺栓紧固时用力越大越好,实际上当螺栓所承受的拉力超出螺栓本身的抗拉强度,将无法形成预紧力。为确保螺栓工作的可靠性,应按照该型号螺栓预紧扭矩的规定进行紧固。选用10.9级强度的螺栓,应选用材质为45#钢、经过淬火加中温回火处理、硬度为HRC39的平垫圈,禁止使用弹簧垫圈。10.9级强度螺栓的预紧扭矩如表2所示。

若回转支承有10%螺栓出现松动,其余螺栓在拉、压载荷作用下受力更大。螺栓松动会产生轴向冲击荷载,造成松动加剧及更多螺栓松动,导致螺栓断裂,甚至会发生机毁人亡事故。因此回转支承工作第1个100h和500h后,应检查螺栓预紧扭矩。此后每工作1000h应检查1次预紧扭矩,以确保螺栓具有足够的预紧力。

螺栓反复使用后,其抗拉强度会有所降低,尽管其重新安装时的扭矩符合规定值,但是紧固后的螺栓预紧力也会减小。因此重新紧固螺栓时,其扭矩要比规定值大30～50 N·m。回转支承螺栓拧紧顺序应采用180°对称方向多遍拧紧,最后一遍拧紧时,应保证所有螺栓具有相同的预紧力。回转支承螺栓拧紧顺序如图5所示。

5. 齿轮间隙的调整

回转支承内齿圈与回转马达减速器输出齿轮装配时,应以回转支承内齿节圆径向跳动最高点来调节轮齿侧隙。啮合侧隙根据齿轮模数的大小进行选择,正常情况下齿轮啮合侧隙随着轮齿增大而相应增大。挖掘机回转支承内齿节圆径向跳动最大点处,与回转马达减速器齿轮的齿侧间隙Sh值≥0.03m (m为齿轮模数),如图6所示。

调整齿轮间隙时,应注意观察回转马达减速器与回转平台的连接螺栓是否松动,以避免齿轮啮合间隙过大或过小。这是因为若其间隙过大,会造成挖掘机启动和停止时对齿轮冲击力较大,容易出现异响;若其间隙过小,会造成回转支承与回转马达减速器小齿轮卡滞,甚至导致断齿。回转支承与回转马达减速器齿轮齿侧隙如图6所示。

调整时还应注意观察回转马达与回转平台之间的定位销是否松动。定位销与销孔属于过盈配合,定位销不只起定位作用,还可增加回转马达减速器螺栓紧固强度,减少回转马达减速器松动的可能性。回转马达固定螺栓和定位销如图7所示。

6. 堵塞的维护

回转支承堵塞是为拆装滚动体设置。定位销为圆锥结构,用于固定堵塞、防止堵塞串动。堵塞位于回转支承非承载处,位于主负荷平面两侧,如图8所示。

固定堵塞的定位销一旦松动,会引起堵塞位移,造成滚道在堵塞部位产生变化,滚动体运动时,就会与堵塞产生撞击并发出异响。操作者使用挖掘机时,应注意清理堵塞处遮盖的泥土,注意观察堵塞是否发生位移。

7. 禁止用水冲刷回转支承

禁止用水冲刷回转支承,以避免冲刷用水及杂质、粉尘进入回转支承滚道,造成滚道腐蚀生锈,导致润滑脂被稀释、破坏润滑状态、润滑脂变质失效;避免任何溶剂接触到回转支承油封,以免造成油封腐蚀。

液压回转机构篇5

液压挖掘机主要是通过先导油泵和一台柴油机驱动串联式主泵, 将产生的高压油输送到先导控制阀和多路换向阀。通过先导控制阀, 使设备内的液压执行元件和油液和油路进行连接, 以启动相应部件运行, , 开展破碎和挖掘机工作。在施工过程中, 设备中的各结构分别进行了独立或复合运动, 例如动杆、铲斗和动臂等动作, 促使双泵合流, 提高了挖掘机的工作效率。挖掘机以上的部分可以通过液压马达驱动减速机和小齿轮与回转支承的内齿圈啮合运动实现360度的回转。设备在运行时需要马达驱动减速机来带动履带的移动, 可以在一定程度上减少设备与地面的摩擦力, 实现后退、前行等动作, 设备行走的速度分为高档和低档, 高档是指设备在地面上高速的运动, 低挡就是设备在地面上的行走速度。根据工程的实际情况, 可以针对不同的情况用不同的模式加以运行, 即提高了发动机的运行效率, 还能降低能耗, 增强整体工程的工作效率。

2 液压挖掘机回转故障分析

2.1 补油阀的损害

因为补油阀经常启闭, 导致阀座和阀芯会遭受压力挤压, 引起变形和损坏。磨损的状态类似于发动机的气门锥面, 而磨损主要以阀芯的锥面为依据, 一旦有磨损发生, 阀芯和阀座会让回路在非补油状态下降低设备的密封性能, 工作压油会从补油阀中漏出, 导致液压挖掘机的回转无力, 甚至出现停止运转的现象。

2.2 限压阀阻尼孔堵塞

常见的回转油路中的调定压力较系统比其他系统的压力低, 这与液压马达的额定压力有关, 同时也低于主泵额定的压力, 导致限压阀时常开启, 这不仅会引起阀芯阀套的磨损, 还会让外界的杂志进入油泵, 造成阀芯阻尼孔的堵塞, 而阻尼孔阻塞后, 限压阀的开启压力完全由主阀芯回位弹簧的预紧力所决定。

2.3 回转马达运行故障

以一台GJW111型挖掘机为例, 该挖掘机的回转马达采MF151型刹轴式双向定量柱塞马达, 马达中安装有常闭式制动器, 如果回转马达制动器的制动无法解除、马达安全阀和补油阀密封不严等故障, 都会延缓回转的速度, 将马达回油管靠油箱一端拆下, 操纵回转先导手柄回转, 仔细观察下回油管后泄油量有没有增多, 说明马达制动器的回转并没有问题, 如果制动能够完全解除, 马达并没有大量漏油, 说明设备回转是正常的。

2.4 液压系统子系统故障

由于GJW111型挖掘机的工作主体是A8V107ER型分功率控制变量柱塞泵, 其左分泵的液压油向左侧阀组的行走、斗杆和回转3个动作供油, 几个结构公共一个油泵。如果其他结构的运行正常, 说明不是安全阀的问题, 而是在分泵上的问题, 所以, 故障的排查重点应是工作主泵左侧分泵。

又如, 一台沃尔沃EC290B LC型液压挖掘机, 运转6800 h后, 突然不能回转。

该机械的回转马达采用M2 x 170C H B型斜盘式柱塞马达, 额定工作压力为27 M Pa。如果在回转操作中, 马达出现有高速转动的声音, 证明马达并未被卡死, 锁定装置可断定为无故障;回转减速器为二级行星轮减速装置, 每工作1000h则要检查一次, 如果没有发现因磨损而留下的铁屑, 说明回转减速器内部轴承、齿轮并未出现磨损;打开工具箱下部的检查孔, 清理干净润滑脂后, 如果发现与驱动内齿圈啮合的回转齿轮已脱落, 二级回转减速器输出轴断裂。再进一步拆检回转齿轮箱后, 会发现曲轴和轮壳的断裂。

3 回转故障的处理对策

3.1 针对故障特性找出原因

仔细减压液压设备的运行状态, 在其动臂完全提速的情况下, 考察发动机的负载程度。实际操作中, 我们主要依靠发动机的排烟颜色和声音来进行判断, 加入发动机的负荷超过了额定的功率80%, 说明主泵的工作压力还控制在规定的范围之内。除此之外, 在操作回转装置的时候, 如果发动机的负载程度低, 会装速度也会变得很慢, 严重的还会出现不会装, 此时便可认定限压阀和补油阀出现了故障。

3.2 实际故障排除方式

焊接修复时故障排除的基本方法, 将轴承孔止口断裂部分进行复位, 通过重物来压紧固定, 预防焊接过程中的移动。在轮壳的次要部位进行焊接时, 要进行材料测试对比, 最好选用A307镍铬不锈钢焊条, 电焊条必须在焊接前要进行保温处理, 使用ZX7-400 S型直流焊机施焊。如果是冬季施工焊接, 焊后要保温。焊接是要不停的敲打, 预防应力过于集中, 保证修复的质量。对机械定时清理, 同时检查设备的负荷能力, 例如, 在修复后的一个月内, 设备没有出现故障, 即修补成功。为了预防下次再出现回转障碍, 对设备的回转操作要柔和, 以减小惯性冲击对回转齿轮轴的作用;回转减速器要按时预热换油, 并及时检查旧油的沉淀物。

在拆检补油阀和限压阀的时候, 如果补油阀阀芯的磨损程度达到了0.3mm以下, 就可以根据外圆磨床将阀芯按照原来的锥度开磨平修复, 还可以使用细锉刀把钻床或者车床锉平和抛光。在安装过程中, 必须根据阀芯的需要, 在其弹簧处垫上适当的垫片。然而, 如果补油阀阀芯的磨损厚度已经超出了0.3mm, 则需要换一个油泵, 而限压阀的修补还要先查看磨损的程度, 如果可使用修补法进行修补, 就先进行修理, 当无法修补时, 再更换新的。

4 结语

综上所述, 我们通过液压挖掘机的工作机理, 总结出设备经常出现的回转故障问题, 找出造成故障的主要因素, 并提出在回转操作中动作要温和, 可以有效地减少部件之间的压力和摩擦力, 保护设备的安全, 而回转减速器要通过预热后再加油, 还要检查泵内的旧油沉淀, 从预防故障的目的出发, 着力解决回转故障。

参考文献

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[2]朱俊.挖掘机液压部件的常见故障及处理[J].当代农机, 2010, (03) .

[3]吕超.2009年挖掘机行业市场分析[J].建筑机械化, 2010, (03) .

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[5]姚涛.挖掘机行走缓慢的原因[J].工程机械与维修, 2010, (02) .

挖掘机回转液压系统故障排查二例篇6

1台现代335LC-9T型挖掘机回转速度很慢,其他动作正常。根据该机回转液压系统原理(见图1)分析故障原因可能有3种:一是回转马达有故障,二是液压泵或变量伺服阀发生故障,三是回转操纵阀、动臂优先电磁阀或回转逻辑阀出现故障。

在挖掘机做回转动作时,测量P2泵A点压力为32 MPa,压力偏高。测量行走系统,两边单独行走时其速度都相等,且符合标准。检查制动活塞工作正常,回转逻辑阀阀芯无卡滞故障。

1.先导泵2.动臂优先电磁阀3.P2泵4.回转马达5.回转逻辑阀6.制动活塞7.回转操纵阀

测量回转逻辑阀B点压力始终为3.9 MPa,由此推断该阀处于节流位置,从而导致回转时P2泵压力偏高,回转速度缓慢。但经检查,该阀工作良好,并未处于节流位置。

继续拆检动臂优先电磁阀后发现,该阀阀芯卡滞在常通位置,致使回转液压系统供油不足。清洗动臂优先电磁阀后,安装试机正常。

2.不能回转且无自动怠速

1台现代R215-9C型挖掘机,工作中出现无回转且工作装置无自动怠速现象。分析故障原因是自动怠速油路异常或回转马达、CPU、延时阀出现故障。

1.制动活塞2.单向阀3.先导泵4.回转阀5.回转马达6.延时阀

该机回转制动解除液压回路如图2所示。当操纵回转操纵杆时,检测主泵压力为26 MPa,说明主油路正常;而测量回转制动解除液压回路(SH处)压力为0,明显不正常。分析认为,由于回转时制动活塞未打开,使回转马达处于制动状态。

操纵工作装置动作时,测量自动怠速压力开关PS处压力为零,结合图2分析,认为自动怠速液压回路出现问题,极有可能是单向阀发生故障。

液压回转机构篇7

本文研究的液压挖掘机回转马达为液压轴向柱塞马达。轴向柱塞马达是液压系统中重要的动力元件和执行元件, 广泛地应用于工业液压和行走液压领域, 是现代液压元件中使用最广的液压元件之一。此外, 由于轴向柱塞马达结构复杂, 对制造工艺、材料的要求非常高, 因此它又是技术含量很高的液压元件之一[1,2,3,4,5]。

轴向柱塞马达的柱塞表面与缸孔内表面之间构成一对摩擦副。这对摩擦副首先要起到密封的作用, 保证缸孔中的压力油液不会产生过大的泄漏;同时又要能承受一定的径向分力, 并保证柱塞能在缸孔中自由往复运动[6,7,8]。柱塞副受力分析是柱塞副结构优化设计的基础。为了正确选择柱塞副的材料, 就必须了解柱塞的受力、承受的最大[PV]值和承受的最大压力的部位, 所以需要对柱塞进行受力分析。而计算[PV]值对于柱塞缸体摩擦副的选材来说是非常重要的。计算出来的[PV]值必须小于选用材料的许用比功[PV]值, 否则设计是不合理的。

1 柱塞受力分析的数学建模

图一为柱塞的受力分析示意图。图一中, R1、R2是缸体对柱塞的侧压力;Fp是高压油对柱塞的作用力, 其值为。若假设柱塞和缸体材料的弹性模量均很大, 其受力产生的弹性变形均很小, 可忽略不计。缸孔由于弹性变形而产生的分布应力σ1和 σ2的长度设为l1和l2, 其合力设为R1和R2。F1、F2为侧压力R1、R2所产生的摩擦力;W是滑靴对柱塞的作用力。为简化计算, 在此忽略质量力等小量。

如图一所示, 由x, y方向的受力平衡可得:

列出力矩平衡方程:

按照应力三角形相似原理得到:

式 (3) 、 (4) 中, f为缸孔与柱塞之间的摩擦系数;l0柱塞的最小留缸长度, 单位mm;l为柱塞在缸体中的含接长度, 单位mm;d为柱塞直径, 单位mm;L为回转马达柱塞的几何长度, 单位mm。

l随转角的变化规律为:

式 (6) 中, R为柱塞分布圆半径, 单位mm;α 为斜盘倾角, 单位:度;φ 为缸体转角, 单位:度。

由式 (1) 至式 (5) 可以推出:

2 柱塞受力分析的仿真

表一为某型号液压挖掘机回转马达的相关计算参数, 运用MATLAB软件编写计算程序, 并代入相关参数进行仿真计算。

由MATLAB软件仿真计算得到R1、R2随缸体转角 φ 的变化曲线图, 如图二所示。柱塞的最大受力值为4408N, 位于缸体从上死点转动180 度的位置, 且R1远远大于R2, 即柱塞前端受力值要远大于后端。柱塞所受比压为:

由MATLAB软件仿真计算求出[P1]、[P2]的变化曲线图, 如图三所示。

由图三可知, 柱塞承受的最大比压值为41.8Mpa, 位于柱塞转到180 度时, 且柱塞前端承受的比压[P1]大于后端承受的比压[P2], 所以柱塞的前端部位比后端部位更容易磨损。柱塞前后端承受的[PV]值分别为:[P1V1]=2R1V/ (l1d) , [P2V2]=2R2V/ (l2d) , 其中V=2πn Rtanαsinφ/60。

由MATLAB软件仿真计算可得到柱塞承受比功[PV]值变化曲线图, 如图四所示。

从图四可以看出, 柱塞前端所承受的比功[PV]值要大于柱塞后端承受的比功[PV] 值, 最大比功[PV]值发生的位置并不在柱塞作用力最大缸体的下死点的位置, 而是在缸体从上死点转动大约130.2度左右的位置, 并且最大[PV]值为45MPa·m/s。

3 结束语

本文对液压挖掘机回转马达柱塞进行了受力分析, 主要得到以下结论:柱塞的前端受力、承受比压和[PV]值均大于后端, 因而柱塞靠近球头部分的磨损就相对大一些, 在对柱塞进行设计时应该考虑其强度要求以及耐磨性, 比如在柱塞表面可以增加镀层, 或进行强化处理, 或适当增加留缸长度、承压面积等。

摘要：本文以液压挖掘机回转马达柱塞摩擦副为研究对象, 建立了柱塞摩擦副的受力分析数学模型, 并进行了受力分析, 为柱塞副结构优化设计提供了参考。

关键词：回转马达,柱塞副,受力分析,[PV]值

参考文献

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[3]石金艳.液压挖掘机回转马达柱塞副的泄漏流量分析[J].科技广场, 2015, (09) :107-109.

[4]张强, 李楠, 侯政, 等.液压挖掘机中央回转接头综合试验台的研制[J].液压气动与密封, 2015, (01) :53-56.

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