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

　　1.故障現象

　　1臺某型挖掘機在傾斜25°坡道下坡，當操作人員將行走手柄置于中位時，挖掘機先加速下滑，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

　　該型挖掘機行走制動液壓系統主要由行走換向閥1、減壓閥2、前進制動單向閥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11等組成，如圖1所示。

　　挖掘機在坡道上行駛時，駕駛員將行走手柄置于下坡行駛方向，挖掘機在行走馬達11驅動下下坡行駛。挖掘機下坡時，在其自身質量作用下會加速行駛。若下坡速度過快，會使行走馬達11供油側壓力降低，行走馬達11供油側平衡閥4的壓力隨之降低。平衡閥4在其內部彈簧作用下，將行走馬達11回油側油路通徑減小，使挖掘機下坡速度減慢至行走手柄控制速度。挖掘機制動時，駕駛員將行走手柄置于中位，行走手柄通過先導油路控制，行走換向閥1的閥芯回到中位，行走馬達11油壓下降。當油壓下降到低于平衡閥4關閉的壓力時，在平衡閥4內彈簧的作用下，平衡閥4閥口關閉，行走馬達11回油油路切斷，行走馬達停止轉動，挖掘機停止行駛。

　　3.故障排查

　　檢測該挖掘機先導油路壓力正常。拆檢行走換向閥閥芯滑動正常，閥芯到達中位時能將行走換向閥關閉。拆檢平衡閥彈簧完好，平衡閥關閉正常。

　　拆檢行走馬達時發現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，行走馬達輸出軸骨架油封處嚴重損壞，這說明行走馬達內泄漏嚴重。行走馬達損壞情況如圖2所示。

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

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

　　4.原因分析

　　分析認為，該挖掘機從坡道下坡行駛時，挖掘機滑行的動能轉換成了勢能，斜面坡度越大、挖掘機質量越大，下滑的動能越大，行走馬達出口側的壓力越大。若坡道距離越長，動能轉化的勢能較大，會使挖掘機的滑動速度增大，行走馬達的出口側壓力很大。行走馬達的出口側在高壓狀態下，容易造成柱塞與配流盤發生變形及磨損。挖掘機下滑速度過快，行走馬達柱塞伸縮頻率跟不上缸體旋轉的頻率，柱塞會將缸體劃傷，從而造成行走馬達缸體及柱塞劃痕。

　　行走手柄置于中位后，行走換向閥關閉，行走馬達回油腔內失去供油，而入口側補油又不能及時供油。由于入口側油腔內處于吸空狀態，進而造成氣蝕。

　　若行走馬達配流盤、柱塞、缸體發生變形、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。

　　分析認為行走馬達壓力過高、轉速過快的原因是平衡閥沒有起到限壓、限速作用，即平衡閥關閉時間過晚。

　　5.改進方法

　　針對平衡閥關閉時間過晚問題，我們采取了2項改進方法，如下所述。

　　(1)改進平衡閥

　　平衡閥控制腔節流孔通徑是影響平衡閥閥口關閉時長的關鍵部位。該挖掘機行走馬達的技術資料表明，平衡閥控制腔節流孔通徑為0.3mm，遠遠小于同類挖掘機平衡閥控制腔節流孔通徑。

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

　　(2)改進先導控制油路

　　在行走換向閥兩側先導控制油路上加裝通徑為1.0mm的單向節流閥。加裝單向節流閥后，先導控制油通過單向閥迅速進入行走換向閥閥芯控制腔，驅動行走換向閥閥芯迅速移動。行走換向閥閥芯另一側回油，則經過通徑為1.0mm的節流孔流出。這樣可在保證行走馬達入口側制動保持一定延時，使制動更加平穩。改進后的行走換向閥如圖5所示。

　　6.改進效果

　　該挖掘機行走制動液壓系統經上述改進后，在下坡過程中進行測試時制動迅速、有力;檢測其行走馬達出口側Z高壓力小于27MPa，入口側壓力在標準范圍內，基本沒有吸空現象；檢測其行走馬達殼體泄油壓力平穩，壓力均在0.08MPa以內。改進后的制動過程壓力曲線如圖6所示。

　　該挖掘機經過上述改進后，其行走制動系統故障現象大為減少，提高了挖掘機制動性能，挖掘機行走制動液壓系統工作更加穩定。

本文選自《工程機械與維修》雜志2016年第7期