趙向榮
（廣東省廣州市廣園西路107號中鐵二十五局集團(tuán)工程有限公司機(jī)械分公司）

　　1.故障現(xiàn)象

　　1臺某型挖掘機(jī)在傾斜25°坡道下坡，當(dāng)操作人員將行走手柄置于中位時，挖掘機(jī)先加速下滑，滑行約0.8m后方能緩慢停止，其制動動作明顯延遲。

　　2.工作原理

　　該型挖掘機(jī)行走制動液壓系統(tǒng)主要由行走換向閥1、減壓閥2、前進(jìn)制動單向閥3、平衡閥4、后退制動單向閥5、溢流閥6、高低速閥7、高低速缸8、制動缸9、減速器10、行走馬達(dá)11等組成，如圖1所示。

　　挖掘機(jī)在坡道上行駛時，駕駛員將行走手柄置于下坡行駛方向，挖掘機(jī)在行走馬達(dá)11驅(qū)動下下坡行駛。挖掘機(jī)下坡時，在其自身質(zhì)量作用下會加速行駛。若下坡速度過快，會使行走馬達(dá)11供油側(cè)壓力降低，行走馬達(dá)11供油側(cè)平衡閥4的壓力隨之降低。平衡閥4在其內(nèi)部彈簧作用下，將行走馬達(dá)11回油側(cè)油路通徑減小，使挖掘機(jī)下坡速度減慢至行走手柄控制速度。挖掘機(jī)制動時，駕駛員將行走手柄置于中位，行走手柄通過先導(dǎo)油路控制，行走換向閥1的閥芯回到中位，行走馬達(dá)11油壓下降。當(dāng)油壓下降到低于平衡閥4關(guān)閉的壓力時，在平衡閥4內(nèi)彈簧的作用下，平衡閥4閥口關(guān)閉，行走馬達(dá)11回油油路切斷，行走馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動，挖掘機(jī)停止行駛。

　　3.故障排查

　　檢測該挖掘機(jī)先導(dǎo)油路壓力正常。拆檢行走換向閥閥芯滑動正常，閥芯到達(dá)中位時能將行走換向閥關(guān)閉。拆檢平衡閥彈簧完好，平衡閥關(guān)閉正常。

　　拆檢行走馬達(dá)時發(fā)現(xiàn)其缸體與柱塞之間摩擦面、缸體與配流盤之間密封面上有較多的劃痕及氣蝕點，行走馬達(dá)輸出軸骨架油封處嚴(yán)重?fù)p壞，這說明行走馬達(dá)內(nèi)泄漏嚴(yán)重。行走馬達(dá)損壞情況如圖2所示。

　　該挖掘機(jī)使用時間較短，為了找出行走馬達(dá)早期損壞的原因，我們將新行走馬達(dá)更換在該挖掘機(jī)上，對行走制動液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢測，在測壓點A、B和T1處安裝檢測儀(見圖1)，對行走馬達(dá)主油口A、B和泄油口T1的壓力進(jìn)行檢測。

　　將挖掘機(jī)開至坡道并下坡行駛，在下坡狀態(tài)下檢測制動狀況。檢測結(jié)果如下：當(dāng)行走手柄向中位拉動時，行走馬達(dá)的回油側(cè)(B油口)壓力隨即增大，約0.45s后，挖掘機(jī)行走馬達(dá)回油油路形成制動。行走手柄置于中位2s后，行走馬達(dá)出口側(cè)油壓Z高可達(dá)60MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定的38MPa壓力值。而行走馬達(dá)的入口側(cè)(A油口)壓力較低，處于吸空狀態(tài)，行走馬達(dá)泄油口(T1油口)為4MPa，遠(yuǎn)超過行走馬達(dá)泄油口規(guī)定的0.2~2.88MPa壓力。檢測結(jié)果如圖3所示。

　　4.原因分析

　　分析認(rèn)為，該挖掘機(jī)從坡道下坡行駛時，挖掘機(jī)滑行的動能轉(zhuǎn)換成了勢能，斜面坡度越大、挖掘機(jī)質(zhì)量越大，下滑的動能越大，行走馬達(dá)出口側(cè)的壓力越大。若坡道距離越長，動能轉(zhuǎn)化的勢能較大，會使挖掘機(jī)的滑動速度增大，行走馬達(dá)的出口側(cè)壓力很大。行走馬達(dá)的出口側(cè)在高壓狀態(tài)下，容易造成柱塞與配流盤發(fā)生變形及磨損。挖掘機(jī)下滑速度過快，行走馬達(dá)柱塞伸縮頻率跟不上缸體旋轉(zhuǎn)的頻率，柱塞會將缸體劃傷，從而造成行走馬達(dá)缸體及柱塞劃痕。

　　行走手柄置于中位后，行走換向閥關(guān)閉，行走馬達(dá)回油腔內(nèi)失去供油，而入口側(cè)補油又不能及時供油。由于入口側(cè)油腔內(nèi)處于吸空狀態(tài)，進(jìn)而造成氣蝕。

　　若行走馬達(dá)配流盤、柱塞、缸體發(fā)生變形、磨損、氣蝕后，泄漏量增大，泄油壓力過高，則會造成骨架油封損壞。

　　分析認(rèn)為行走馬達(dá)壓力過高、轉(zhuǎn)速過快的原因是平衡閥沒有起到限壓、限速作用，即平衡閥關(guān)閉時間過晚。

　　5.改進(jìn)方法

　　針對平衡閥關(guān)閉時間過晚問題，我們采取了2項改進(jìn)方法，如下所述。

　　(1)改進(jìn)平衡閥

　　平衡閥控制腔節(jié)流孔通徑是影響平衡閥閥口關(guān)閉時長的關(guān)鍵部位。該挖掘機(jī)行走馬達(dá)的技術(shù)資料表明，平衡閥控制腔節(jié)流孔通徑為0.3mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同類挖掘機(jī)平衡閥控制腔節(jié)流孔通徑。

　　為此，我們將平衡閥控制腔節(jié)流孔通徑由0.3mm改為為1.4mm，平衡閥控制腔節(jié)流孔位置如圖4所示。改進(jìn)后平衡閥可迅速換向，行走制動比較靈敏。

　　(2)改進(jìn)先導(dǎo)控制油路

　　在行走換向閥兩側(cè)先導(dǎo)控制油路上加裝通徑為1.0mm的單向節(jié)流閥。加裝單向節(jié)流閥后，先導(dǎo)控制油通過單向閥迅速進(jìn)入行走換向閥閥芯控制腔，驅(qū)動行走換向閥閥芯迅速移動。行走換向閥閥芯另一側(cè)回油，則經(jīng)過通徑為1.0mm的節(jié)流孔流出。這樣可在保證行走馬達(dá)入口側(cè)制動保持一定延時，使制動更加平穩(wěn)。改進(jìn)后的行走換向閥如圖5所示。

　　6.改進(jìn)效果

　　該挖掘機(jī)行走制動液壓系統(tǒng)經(jīng)上述改進(jìn)后，在下坡過程中進(jìn)行測試時制動迅速、有力;檢測其行走馬達(dá)出口側(cè)Z高壓力小于27MPa，入口側(cè)壓力在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，基本沒有吸空現(xiàn)象；檢測其行走馬達(dá)殼體泄油壓力平穩(wěn)，壓力均在0.08MPa以內(nèi)。改進(jìn)后的制動過程壓力曲線如圖6所示。

　　該挖掘機(jī)經(jīng)過上述改進(jìn)后，其行走制動系統(tǒng)故障現(xiàn)象大為減少，提高了挖掘機(jī)制動性能，挖掘機(jī)行走制動液壓系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定。

本文選自《工程機(jī)械與維修》雜志2016年第7期