朱艷平　張安民　丁平芳　趙梅

（徐工鏟運事業(yè)部技術(shù)中心）

1.故障現(xiàn)象

裝載機通常采用循環(huán)作業(yè)方式，其動臂升、降時間是作業(yè)循環(huán)的重要參數(shù)。合理縮短動臂升、降時間，可有效提高裝載機的作業(yè)效率、加快施工作業(yè)進(jìn)度。我公司試制1臺某型裝載機，在完成組裝后的測試過程中，出現(xiàn)了動臂下降緩慢的故障。該裝載機設(shè)計要求動臂下降時間為3.5s，而實際測量值為5s。

2.工作原理

該型裝載機動臂液壓回路由工作泵、換向閥、動臂缸等組成，其工作原理如圖1所示。

現(xiàn)以動臂下降過程為例，說明動臂液壓回路工作原理。操縱先導(dǎo)手柄，將換向閥閥芯移動到動臂下降位置。此時工作泵出油口P輸出的壓力油流經(jīng)換向閥進(jìn)油口P1、換向閥內(nèi)部通道、換向閥油口A2、動臂缸有桿腔油口A3進(jìn)入其有桿腔，推動活塞桿從有桿腔向無桿腔移動。動臂缸無桿腔中流出的液壓油經(jīng)無桿腔油口B3、換向閥油口B2、換向閥內(nèi)部通道、換向閥油口MT流回液壓油箱。

3.查找故障原因

根據(jù)該裝載機故障現(xiàn)象和動臂液壓系統(tǒng)工作原理，我們懷疑其動臂液壓系統(tǒng)回油背壓有問題。為此我們在該裝載機空載狀態(tài)下，對其動臂液壓系統(tǒng)壓力進(jìn)行了全面測試。該測試的操作循環(huán)如下:發(fā)動機大油門時舉升動臂到動臂缸行程終點→動臂缸憋壓→發(fā)動機怠速時換向閥閥芯處于浮動狀態(tài)→動臂下降。測試動臂液壓系統(tǒng)各油口壓力，測得的壓力曲線如圖2所示。

圖2中曲線1為工作泵出口P油壓變化曲線，曲線2為換向閥B2口油壓變化曲線，曲線3為動臂缸B3口油壓變化曲線，曲線4為換向閥MT口油壓變化曲線。

取動臂下降狀態(tài)時各油口壓力的平均值，計算壓力損失:動臂缸B3口壓力為3.5MPa，換向閥B2口壓力為2.5MPa，動臂缸B3口到換向閥B2口的壓力損失為1.0MPa;換向閥MT口的壓力為0.7MPa，換向閥B2口至換向閥MT口的壓力損失為1.8MPa;換向閥T口壓力為0MPa，換向閥MT口到T口壓力損失為0.7MPa。通過測試和計算可知，動臂液壓系統(tǒng)各部分的壓力損失均偏大，由此造成動臂液壓系統(tǒng)回油背壓偏大。

4.改進(jìn)過程

(1)次改進(jìn)

為了減小動臂液壓系統(tǒng)壓力損失及回油背壓，我們采取了以下2項改進(jìn)措施:

一是將動臂缸B3油口到換向閥B2油口之間的管路直徑由19mm加大到25mm。經(jīng)再次測試，此處管路的壓力損失由1.0MPa減小到0.5MPa。

二是改進(jìn)換向閥閥芯結(jié)構(gòu)，增大換向閥回油通路，以期減少換向閥B2油口至MT油口的壓力損失。改進(jìn)前、后換向閥閥芯結(jié)構(gòu)如圖3所示。

由于受換向閥結(jié)構(gòu)尺寸的限制，改進(jìn)后測試動臂下降時間為4.6s，仍未達(dá)到設(shè)計要求值。

(2)第二次改進(jìn)

由于換向閥回油通路已無增大空間，我們采取了外加浮動下降閥的方案，其結(jié)構(gòu)及原理如圖4所示。

當(dāng)操縱動臂下降時，換向閥的先導(dǎo)油同時流向浮動下降閥的控制口，推動浮動下降閥閥芯換向，動臂缸無桿腔B3油口及其有桿腔A3油口同時通過T口流回液壓油箱，起到增大換向閥回油通徑的作用，從而減小了回油背壓并縮短了動臂下降時間。將改進(jìn)后的換向閥安裝在該裝載機上后測試，其動臂下降時間滿足了3.5s的設(shè)計要求。

來源：《工程機械與維修》2018年第3期