汽車起重機液壓故障與檢測技術(shù)淺析
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摘要:汽車起重機是在現(xiàn)有汽車底盤基礎(chǔ)之上改裝而來的，制造成本低、經(jīng)濟性好，是現(xiàn)代生產(chǎn)制造過程中十分重要的生產(chǎn)設(shè)備。汽車起重機包含了上車與下車底盤，通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動各個執(zhí)行元件實現(xiàn)相應(yīng)的動作。汽車起重機液壓故障主要表現(xiàn)為系統(tǒng)滲漏、含有空氣造成運行振動、液壓元件故障以及人為因素和自然因素引發(fā)的液壓系統(tǒng)故障，為了能夠在第一時間排除液壓故障，可以采用整機故障檢修法、元件故障檢測法、感官檢修法以及專用儀器檢測法等檢修技術(shù)手段，確保汽車起重機安全穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞:汽車起重機；液壓故障；檢測維修技術(shù)
0引言
伴隨著我國現(xiàn)代社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的逐步提升，汽車起重機液壓系統(tǒng)也獲得了快速發(fā)展。汽車起重機在許多起重作業(yè)以及安全工程中得到了大范圍使用，推動了我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，降低了工程項目施工中的資金投入。然而由于汽車起重機使用頻率較高，再加上環(huán)境、人為等因素的影響，使得汽車起重機在使用過程中產(chǎn)生的安全故障也比較多，與此同時一些汽車起重機維修人員綜合水平不高，不能夠正確分析起重機故障原因，從而無法采取專業(yè)的、可行的方法徹底排除汽車起重機故障，造成起重機在實際使用中仍然面臨較大的安全風(fēng)險，同時也不利于提高汽車起重機的工作效率。液壓系統(tǒng)故障判斷是以現(xiàn)代人工智能判斷方法為載體發(fā)展起來的，國外從上個世紀(jì)60年代就開始對其的研究工作。得益于液壓系統(tǒng)重量輕，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等諸多優(yōu)勢，使得其可靠性越來越高，然而能夠?qū)崿F(xiàn)的動作單一，工作環(huán)境惡劣造成其故障高發(fā)[1]。為了確保汽車起重機液壓系統(tǒng)正常運行，本文重點分析了QY16汽車起重機的結(jié)構(gòu)構(gòu)成及其液壓工作原理，歸納與總結(jié)了汽車起重機主要液壓故障，提出了液壓故障檢測維修的重要方法，確保汽車起重機能夠穩(wěn)定、高效運行。
1汽車起重機概述
1.1汽車起重機結(jié)構(gòu)分析
QY16型汽車起重機通常涵蓋了兩個部分，分別是上車與下車底盤，其中上車主要包含部件有轉(zhuǎn)臺、伸縮吊臂以及配重等[2]。汽車起重機上車設(shè)置有獨立的泵站，通過發(fā)動機可以帶動主泵運轉(zhuǎn)，同時利用電磁閥控制液壓系統(tǒng)流量，以此來實現(xiàn)對起重機吊臂支撐油缸、吊臂旋轉(zhuǎn)、配重以及吊臂變幅等動作的控制，確保其安全、穩(wěn)定運行。在下車底盤部分還設(shè)置有單獨的發(fā)動機，主要功能是帶動下車體行走、下車支腿伸縮動作等。汽車起重機在實際進行起吊工作時，通常是基于和其相匹配的載重汽車為基礎(chǔ)部分，再在汽車上部分增設(shè)起重功能部件，最終構(gòu)建成一個完整的汽車起重機。汽車起重機整個工作過程的實現(xiàn)，都是利用自身具有動力為起重機液壓動力單元提供系統(tǒng)動力，使得起重機各項動作穩(wěn)定進行[3]。如圖1所示為QY16型汽車起重機外形結(jié)構(gòu)示意圖。
1.2汽車起重機液壓系統(tǒng)工作原理
QY16型汽車起重機基于汽車底盤部位中的變速器部件上的取力箱傳動液壓油，這種液壓系統(tǒng)是通過雙聯(lián)齒輪泵為其提供液壓動力[4]。液壓泵的額定工作壓力為25MPa，額定排量為39mL/r，額定轉(zhuǎn)動速度為1630r/min。液壓系統(tǒng)在工作過程中，泵將液壓油從油箱中吸取出來，然后經(jīng)過過濾器、中心回轉(zhuǎn)閥塊以及手動閥組之后，將液壓油順利輸送到各個液壓執(zhí)行元件中[5]。另外，為了實現(xiàn)對系統(tǒng)壓力的有效調(diào)節(jié)，在液壓系統(tǒng)中加入了溢流閥。如圖2所示為QY16型汽車起重機液壓系統(tǒng)作原理圖。QY16型汽車起重機液壓系統(tǒng)涵蓋了多個組成部分，主要有轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、支腿伸縮、起重臂變幅、吊臂伸縮以及吊鉤升降等。在整個液壓系統(tǒng)中，過濾器、液壓泵站、溢流閥、手動控制閥與支腿等均與轉(zhuǎn)臺共同運動。而前支撐腿、后支撐腿的伸出與縮回手動控制閥則安裝在操作室中。汽車起重機液壓系統(tǒng)中使用的換向閥型號都是M型中位機能三位四通閥[6]?；诳刂撇煌y體動作實現(xiàn)對起重機各個動作的控制，進而實現(xiàn)對貨物的搬運。當(dāng)汽車起重機各個部件處于停止?fàn)顟B(tài)時，泵轉(zhuǎn)化為卸荷狀態(tài)，各個執(zhí)行元件中的液壓油經(jīng)過中位閥組返回到油箱中[7]。為了降低液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，只使用了一個液壓泵。為了避免汽車起重機在路面行駛過程中轉(zhuǎn)臺出現(xiàn)轉(zhuǎn)動或者滑移，安裝有轉(zhuǎn)臺鎖止部件。
2汽車起重機主要液壓故障原因與表現(xiàn)
當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題時往往是由多方面因素引起的。因為液壓傳動有著自身的特殊性，像一些液壓元件與輔助部件的工作環(huán)境均處于封閉腔體的液壓油中，通過眼睛觀察很難查找出具體的故障點。另外，當(dāng)液壓系統(tǒng)存在故障時，可能不是某個單一故障，而是多個故障同時產(chǎn)生，并且電氣系統(tǒng)、液壓等均會造成故障的產(chǎn)生。一般來說，液壓系統(tǒng)故障通常是元件安全故障以及系統(tǒng)安全故障兩種，并會伴隨運動不平穩(wěn)、噪聲與振動性加大以及系統(tǒng)壓力值變化幅度大等現(xiàn)象。正常情況下造成汽車起重機液壓系統(tǒng)故障的原因分為以下幾種。第一，液壓系統(tǒng)滲漏造成內(nèi)部管路壓力降低。液壓油泄漏能夠通過眼睛觀察出來，部件表面會產(chǎn)生明顯的油漬，通常需要對液壓元件的密封圈、殼體以及連接管路等進行檢查。而液壓系統(tǒng)內(nèi)泄則需要借助專業(yè)儀表測量液壓系統(tǒng)的壓力與流量才可以確定。主要針對配合間隙是否正常、油封是否工作正常、液壓油粘度以及溫度等進行檢查。第二，液壓系統(tǒng)中包含有大量空氣，導(dǎo)致運行中產(chǎn)生高頻振動，并伴有較大的噪聲。一方面可能是因為油泵進油不良造成的，造成這種故障產(chǎn)生的原因可能是油管管徑偏小、油管過長、油管彎曲較多、濾油器阻塞以及補油泵工作不佳等。另一方面可能是液壓油中融入了空氣。造成這種故障出現(xiàn)的原因有油箱設(shè)計不科學(xué)、連接管路有氣孔、液壓泵油封密封不良、工作介質(zhì)選擇不正確以及系統(tǒng)排氣失效等。第三，選用的元器件質(zhì)量不好，穩(wěn)定性較低，在實際應(yīng)用中易引發(fā)問題，造成設(shè)備運行故障。第四，操作人員在實際操作設(shè)備過程中，沒有按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)操作也會導(dǎo)致設(shè)備故障產(chǎn)生。第五，外界因素也會對起重機液壓系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，比如說雷雨、大風(fēng)等極端天氣，或者外物對起重機產(chǎn)生破壞等，均會導(dǎo)致汽車起重機液壓系統(tǒng)故障。
3汽車起重機液壓故障檢測維修技術(shù)
3.1整機故障檢修法
汽車起重機在日常運行過程中，最容易產(chǎn)生的故障便是整機故障，所以在開展檢測維修工作時，使用頻率較高的檢修技術(shù)也是整機故障檢修法，通過該檢修技術(shù)能夠精準(zhǔn)定位故障出現(xiàn)的范圍。通常情況下一個液壓式起重機包含有兩個及以上液壓泵組，同時還涵蓋了相應(yīng)的眾多子系統(tǒng)[8]。在這樣的情況下，檢修人員在實際開展檢測維修工作時，應(yīng)當(dāng)要將汽車起重機液壓系統(tǒng)壓力值改變作為重要參考標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合起重機液壓系統(tǒng)原理圖，進而判斷出故障出現(xiàn)在哪個液壓子系統(tǒng)中。比如說，當(dāng)汽車起重機在工作過程中，突然出現(xiàn)操作無反饋、動作運行不正常等現(xiàn)象時，能夠判斷出故障位置極有可能在操作系統(tǒng)上，從而對故障出現(xiàn)范疇進行準(zhǔn)確定位。在汽車起重機正常操作中，液壓泵需要同時為多個液壓元件提供液壓油，當(dāng)只有某個液壓元件工作不正常時，通常是操作閥、后部元器件等出現(xiàn)故障，重點進行這些部位的檢查，當(dāng)確定故障點后更換相應(yīng)的部件即可解決故障。
3.2元件故障檢測法
當(dāng)液壓式汽車起重機液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，檢修人員能夠根據(jù)具體的故障現(xiàn)象判斷出哪個液壓元件存在問題，再對該液壓元件進行檢查[9]。比如說當(dāng)液壓系統(tǒng)中液壓泵出現(xiàn)輸油量較低、壓力降低等現(xiàn)象時，在對該故障進行檢修時，重點從以下幾個方面入手，查看電機運轉(zhuǎn)方向是否正確、吸油管、過濾器等部件有無出現(xiàn)阻塞、軸向與徑向間隙是否過大、液壓油粘度與溫度等。針對控制元件的檢查，依照閥類型的不同需要選取不同的檢測方法，比如說壓力閥故障，在檢測維修中主要表現(xiàn)為壓力值不穩(wěn)定，溢流閥會因為彈簧支撐力不夠、錐閥和閥座配合不佳、鋼球和閥座密合效果差等原因造成液壓油滲漏；減壓閥會因為液壓油中含有空氣、阻尼孔不通暢以及閥芯運動不順暢等原因造成閥體不能正常工作。當(dāng)液壓系統(tǒng)中液壓缸出現(xiàn)推力較弱、運行速度緩慢等現(xiàn)象時，通常是由于活塞密封圈出現(xiàn)問題，在實際開展檢測維修工作時，要先將油缸活塞桿推動到最大行程處，同時缸頭位置油口處于開放狀態(tài)，利用外力使油缸強行停止，當(dāng)油缸壓力達到規(guī)定數(shù)值之后，查看油缸活塞情況。當(dāng)活塞沒有出現(xiàn)位置改變，但是出現(xiàn)少量液壓油滲出，這說明油缸活塞密封圈密封性能不良，使得油缸工作時會出現(xiàn)油缸內(nèi)部滲漏的情況。另外，在實際進行液壓油缸檢查與維修時，應(yīng)當(dāng)要進行多次檢查，以此來確保檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。
3.3感官檢修法
感官檢修法即工作人員依托于看、摸、聞、聽、查等方法，結(jié)合自身專業(yè)知識與工作經(jīng)驗，獲取液壓系統(tǒng)故障發(fā)生的大概位置與原因，并給出相應(yīng)的解決方案。第一，檢修人員通過眼睛觀察液壓系統(tǒng)工作狀況。首先查看液壓系統(tǒng)中工作介質(zhì)的狀態(tài)，油液表面有無泡沫、黏度是否適中、液壓油中有沒有雜質(zhì)、液壓油量是否充足等；其次檢修人員要重點查看各個密封圈、油管接頭等位置有無出現(xiàn)液壓油滲漏情況；再次，查看各個液壓執(zhí)行元件工作速度是否正常；最后查看系統(tǒng)壓力狀況，各個液壓子系統(tǒng)的壓力值是否平穩(wěn)與正常。第二，檢修人員通過手摸的方式判定故障點，在采用這種方式時必須要確保安全性。首先用手觸摸液壓泵、閥組以及執(zhí)行元件外表面一段時間，感受其運行溫度，判斷出是液壓元件問題還是冷卻系統(tǒng)問題；其次是將手放在液壓元件與液壓管路上，感受液壓系統(tǒng)運行中振動情況，當(dāng)存在明顯的高頻振動時需要進一步查找問題點。第三，檢修人員通過聞的方式查看液壓油有沒有變質(zhì)、密封圈有沒有因為溫度過高產(chǎn)生橡膠臭味等。第四，通過聽聲音的方式快速定位液壓系統(tǒng)故障點。首先聽噪聲，仔細聽溢流閥、液壓油缸、液壓泵等元件工作過程中的噪聲，將其與正常噪聲相比較，查看是否存在噪聲過大的問題；其次聽沖擊聲，重點聽各個閥組元件在進行換向時有無出現(xiàn)撞擊閥蓋的沖擊聲、液壓缸運行到位時有沒有出現(xiàn)撞擊聲等，對比聲音大小，判斷是否存在異常。第五，在面對經(jīng)常性液壓系統(tǒng)故障點時，需要通過查的方式查看以往的維修記錄，判斷故障再次產(chǎn)生的原因，比如使用環(huán)境較差、操作不規(guī)范還是維修保養(yǎng)不正確等，并給出有效的解決方案。
3.4專用儀器檢測法
當(dāng)一些系統(tǒng)故障無法通過感官來進行檢測時，這時候就需要借助專用儀器開展定量檢修，例如現(xiàn)在市面上有著較多專用儀器來測量系統(tǒng)的壓力值、流量值，液壓泵與馬達的轉(zhuǎn)速等，能夠?qū)崿F(xiàn)對汽車起重機液壓系統(tǒng)的動態(tài)檢測與各個液壓元件的動態(tài)觀察。
4結(jié)語
綜上所述，液壓系統(tǒng)是汽車起重機穩(wěn)定有效運行的重要基礎(chǔ)，由于汽車起重機中液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜，在實際發(fā)生故障時需要采用專用方法與技術(shù)進行定期故障排查與維修，精準(zhǔn)定位故障點與故障原因，確保汽車起重機可以保持良好的運行狀態(tài)。
作者:陳靜 錢舒 單位:菏澤市產(chǎn)品檢驗檢測研究院
