1.故障现象
1台正在升级改进的ZL50G型装载机,现场试机时工作正常。试机后开至生产线过滤工位,用滤油机过滤液压油时,其工作泵发生烧蚀。过滤液压油时,动臂按要求缓慢的举升、下降,此时发现装载机有抖动现象,轻踩油门后装载机有明显噪声,进而发现装载机后部冒烟,随后装载机无法行走、转向,动臂无法举升。出现故障后,该机柴油机能够正常运转。
2.动力传递路线
该装载机配装6缸涡轮增压柴油机,通过弹性连接板将动力传递给动力换挡变速器。动力换挡变速器由3元件变矩器及电液控制变速器组成,变速器泵轮轴通过PTO1轴带动工作泵给工作装置液压系统供油,通过PTO2轴带动转向和先导控制双联泵给转向系统和先导操纵系统供油。该机动力传递路线如图1所示。
3.拆解检查
从动力传递路线图可以看出,该机出现行走、转向、动臂举升动作均失灵,故障可能出在柴油机向变矩器传递动力的弹性连接板处,应将变矩器拆卸进行检查。
将变矩器拆卸后发现,变矩器弹性连接板完好,没有撕裂或脱落。拆解变矩器,发现3元件变矩器的涡轮轴断裂,如图2a所示。拆解工作泵,发现工作泵主、从动齿轮烧蚀,工作泵内橡胶密封件融化,如图2b所示。在工作泵进、出油胶管、钢管处发现有大量金属杂质。转向泵完好,转向泵进、出油钢管内没有液压油,液压油箱回油滤芯中无油。
4.原因分析
分析认为,可能是工作泵齿轮因高温烧蚀,造成工作泵卡滞后急剧停止转动。此时柴油机带动变矩器高速旋转,在巨大的转动惯性力作用下将变矩器涡轮轴扭断,导致动力换挡变速器无动力输出,装载机不能行走和转向,动臂不能提升。
工作泵在短时间内发生烧蚀,通常是缺油后继续高速旋转导致。为了查明工作泵缺油的原因,我们将第2台待试验的装载机开到生产线过滤工位小心翼翼地进行试验,第2台装载机过滤时的确在液压油管路中出现大量气泡。为彻底查清原因,我们又对整个过滤过程进行全面分析,终于发现了问题。
在这次装载机升级改进时,对液压油箱的位置进行了调整,将液压油箱由侧置式改为上置式。改进前侧置式液压油箱高度较低,在1500mm以下,生产线过滤工位滤油机的附属油箱高度为1800mm。过滤该机液压油时,滤油机附属油箱的油量会减少,装载机侧置液压油箱油位会增高。为此,生产部门会定期向滤油机附属油箱补充液压油,以维持正常过滤作业。这台升级改进的装载机应用上置式液压油箱,其距离地面较高,约为2000~2200mm,而滤油机的附属油箱高度依然是1800mm。这样在过滤过程中,滤油机会自动从装载机液压油箱吸油补充到附属油箱,造成装载机液压油箱油位降低。上置式与侧置式液压油箱油位对比如图3所示。
我公司的生产线过滤工位试验工艺规范规定:在连接过滤管路后,首先启动滤油机,再启动装载机,然后进行动臂及转向联合操作。这种过滤方法的目的是使装载机液压油箱油温下降。
我们再次用该工艺规范对升级改进装载机进行测试。测试前装载机液压油箱油油位为刻度14(每个刻度油位高度为10mm),启动滤油机后液压油箱油面下降到油位刻度10,启动装载机后油位下降到刻度7,动臂提升与转向联动操作时,油位下降到刻度4。此时装载机液压油箱内油面高度与工作泵吸油口上表面基本平齐,已经存在吸入空气的危险。
在过滤装载机液压油时,若滤油机已经过滤完1台侧置式液压油箱,滤油机的附属油箱已经缺油,再用其过滤1个上置式液压油箱,就会将上置式液压油箱内的液压油抽至滤油机附属油箱,造成上置式液压油箱缺少液压油,导致安装上置式液压油箱出现缺少液压油。
5.改进措施
发现过滤作业问题后,我们及时调整试验规范。规范要求,在过滤上置式液压油箱的装载机之前,一定要将滤油机附属油箱内的液压油充满。启动滤油机后,首先确认装载机液压油箱油位在标准高度以上后,才能开始启动滤油机,对装载机液压油进行过滤。
我们用改进后的试验规范对9台装载机的液压油进行了过滤,过滤过程中再没有出现工作泵烧蚀现象,所有其他机型的上置液压油箱装载机过滤时,也没有出现过工作泵损坏故障。
选自《工程机械与维修杂志》,2017年第1期
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