(1.青島港集團前港分公司,山東 青島 266500;2.青島港灣職業(yè)技術(shù)學院,山東 青島 266404)
翻車機壓車器液壓工作原理及常見故障診斷
韓傳林1,薛永杰2
(1.青島港集團前港分公司,山東 青島 266500;2.青島港灣職業(yè)技術(shù)學院,山東 青島 266404)
對翻車機壓車器常見的液壓故障進行分析,并提出了解決的方案。
翻車機;壓車器;故障
翻車機是一種高生產(chǎn)率的散貨卸車機械,應(yīng)用廣泛。青島港煤炭系統(tǒng)共有C型轉(zhuǎn)子式翻車機2臺。每個翻車機轉(zhuǎn)子由兩個“C”型端環(huán)及軌道梁(底梁)、側(cè)梁、平衡梁(頂梁)五大金屬結(jié)構(gòu)連接而成。
翻車機壓車裝置(圖1)是夾緊固定車輛的裝置,作用是在翻車機翻轉(zhuǎn)過程中實現(xiàn)車箱的壓緊,作用于車皮的頂部,其動作由液壓缸起落來完成。
圖1 翻車機壓車裝置
每臺翻車機有8套壓車裝置,進端、出端各4套,分別有進出端液壓站控制。每個壓車器都可以獨立工作,由一個組合液壓缸驅(qū)動,其控制原理如圖2所示,以達到最佳的相同壓車力。在翻車機翻轉(zhuǎn)過程中實現(xiàn)對每1節(jié)火車車廂的壓緊,全部動作均由PLC自動控制。
該壓車器液壓缸為直接壓緊車廂式壓車裝置,設(shè)有鎖定閥和卸空后吸收車簧反彈力的釋放機構(gòu)。即油缸頂部設(shè)有緩沖活塞,其最大緩沖距離為40mm。此特殊油缸的設(shè)計,實現(xiàn)在翻車機運轉(zhuǎn)過程中,通過緩沖活塞及時釋放煤車車簧巨大的反彈應(yīng)力,達到降低金屬結(jié)構(gòu)受力、保護結(jié)構(gòu)安全使用的目的。
翻車機壓車器液壓系統(tǒng)工作原理如圖2所示。翻車機壓車器液壓缸動作油液由系統(tǒng)液壓站P管油口提供。
1.壓車器的壓車過程
當電磁換向閥2處于b 位置,電磁換向閥2的左位油口交叉導通,插裝閥5控制油口不接高液油,通過梭閥6—電磁換向閥2—單向閥3接回油箱,所以插裝閥5開啟;帶電監(jiān)控插裝閥1因控制油口通壓力油而關(guān)閉,此時缸11的進油路為:泵輸出的油液一路經(jīng)過流量控制閥4、主單向閥8進入液壓缸11的壓車活塞有桿腔,另一路通過插裝閥5進入液壓缸11的無桿腔,因此,壓車液壓缸在差動回路作用下,壓車器活塞桿快速伸出,壓車機構(gòu)壓車。
與此同時,液壓油流動通過平衡閥9進入緩沖活塞12區(qū)域,推動活塞12前移至止動器位置。
壓車到位后,管路內(nèi)油壓上升,帶電監(jiān)控插裝閥1發(fā)出關(guān)閉信號,此信號當作壓車信號發(fā)出,并進入電氣連鎖的PLC控制系統(tǒng),信號在壓車狀態(tài)下可長期保持。
翻車機在翻卸過程中,隨著貨物的卸載,車輛彈簧的反作用力逐漸增大,當超出平衡閥 9 的設(shè)定值時,緩沖油缸活塞12動作,液壓缸11的壓車活塞桿縮回,壓車機構(gòu)進行一定程度釋壓,緩沖活塞的動作距離依平衡閥9的設(shè)定值設(shè)定,但最大不超過緩沖活塞行程。最終達到釋放車簧張力的目的,改善降低金屬結(jié)構(gòu)受力狀況。
2.壓車器的回縮過程
翻車機回翻到壓車器油缸可以回縮角度位置后,電磁換向閥 2 的 a 電磁鐵通電,電磁換向閥2右位工作,油路上下導通,壓力控制油通過梭閥 6進入插裝閥 5 控制口,在控制壓力作用下插裝閥5關(guān)閉,而帶電監(jiān)控插裝閥1的控制口通過電磁換向閥2右位經(jīng)單向閥3接回油箱,因此處于無液壓狀態(tài),插裝閥1開啟。因此,回縮過程的進油路:泵輸出的壓力油經(jīng)流量控制閥4—主單向閥8—進入組合缸11的下有桿腔內(nèi),壓車器液壓缸11 壓車活塞桿縮回,壓車機構(gòu)松壓?;赜吐罚簤很嚻饕簤焊?1 活塞之間的油液經(jīng)插裝閥1回油箱。壓車機構(gòu)松壓,同時,液壓油流動通過平衡閥9重新進入緩沖活塞區(qū)域,又推動緩沖活塞前移至止動器位置。壓車器液壓缸回縮到位后,接入PLC控制系統(tǒng)中的檢測抬起信號開關(guān)動作,電磁鐵a斷電。
圖2 壓車器液壓缸控制原理圖
壓車器液壓缸性能好壞直接影響到卸車作業(yè)安全,因此,若對其出現(xiàn)的故障進行分析,則便于日后故障的及時修復。下面就使用過程中出現(xiàn)的故障進行總結(jié),以供參考。
1.液壓缸機械方面故障
翻車機壓車器液壓缸在使用中,油缸固定鉸軸長期承受剪切力和疲勞應(yīng)力,會出現(xiàn)鉸軸斷裂故障。對此需在作業(yè)中,加強動態(tài)檢查,及時發(fā)現(xiàn),及時停機更換。
2.液壓與電控方面故障
(1)壓車器液壓缸不下落或不抬起
對此一般性故障,應(yīng)盡快判斷此故障是由于電控引起還是液壓本身的問題。簡便方法是人工將換向閥控制線圈插頭拆掉后,手動按壓換向閥閥芯,看液壓缸是否動作,如果動作正常,可以判定是電控問題;如手動按壓換向閥閥芯而液壓缸無動作,基本可斷定為液壓問題。
引起壓車器液壓缸不下落或不抬起原因分析總結(jié)如下。
①電磁閥線圈插頭松動、損壞,供電線路出現(xiàn)問題,無電壓輸入。對此,需進行插頭檢查更換、線路查找,找出故障點,進行處理。
②電磁閥線圈燒毀:采用萬用表進行測量,一般電磁閥線圈的正常電阻只有10幾Ω,若壞了,則電阻很大或無窮大,就直接更換電磁閥線圈即可。
③電磁換向閥閥芯卡住:由于系統(tǒng)中,可能存在機械雜質(zhì),造成換向閥閥芯卡住,無法換向,可以進行手動按壓閥芯試驗,看是否能正常工作。
④溢流閥損壞,油液全部溢流,對此更換溢流閥。
⑤插裝閥閥芯卡住,插裝閥不動作,拆卸檢查插裝閥。
(2)液壓缸靜態(tài)緩慢下降
主要表現(xiàn)為翻車機壓車器在停止作業(yè)后,出現(xiàn)壓車器油缸活塞桿下落現(xiàn)象。出現(xiàn)壓車器抬起信號消失。
分析判斷思路:在翻車機液壓站停止工作時,系統(tǒng)壓力消失,壓車器處于鎖閉狀態(tài)。由于液壓系統(tǒng)存在內(nèi)泄問題,翻車機壓車器在自重約2t的的壓車橫梁等作用下,會造成液壓缸內(nèi)部油液的泄漏,出現(xiàn)靜態(tài)下降。
主要原因及故障排除:壓車器液壓缸油封有磨損,密封效果降低。一般不進行處理,如果下降嚴重,需進行油缸更換,維修處理;插裝閥閥芯磨損,關(guān)閉不嚴??梢圆鹦恫逖b閥,進行檢查,如果磨損,更換新閥及閥芯。
(3)停機后液壓缸鎖不住,出現(xiàn)較快的靜態(tài)下降
主要表現(xiàn)為翻車機在作業(yè)完畢后,停止液壓站,翻車機某個壓車器隨即出現(xiàn)下落,很快落到底部。主要原因是液壓缸回路沒有鎖定導致。
分析判斷思路:
在翻車機液壓站停止工作時,系統(tǒng)壓力消失,壓車器應(yīng)處于鎖閉狀態(tài)。但出現(xiàn)鎖閉閥未關(guān)嚴,出現(xiàn)較快的靜態(tài)下降。
主要原因及故障排除:壓車器油缸回路液壓鎖定閥(單向閥)壞。拆卸檢查,更換壓車器油缸回路液壓鎖定閥(單向閥);壓車器油缸回路液壓鎖定閥閥口有雜質(zhì)。拆卸檢查,清理雜質(zhì)。
(4)液壓缸抬起后有約40mm外露,油缸頂部有溢流聲,嚴重時液壓缸無法抬起
分析判斷思路:翻車機壓車器油缸為一種特殊設(shè)計的油缸,油缸頂部設(shè)計有40mm 的緩沖活塞裝置。壓車器油缸活塞桿收起不到位,有約40mm的距離暴露在外面,正好符合油缸緩沖活塞的特殊設(shè)計,出現(xiàn)這種問題,可能就是緩沖活塞裝置出現(xiàn)問題。
主要原因及故障排除:壓車器油缸緩沖裝置油封壞。更換緩沖裝置油封;壓車器油缸緩沖活塞壞。更換油缸緩沖活塞。
嚴重時液壓缸直接抬不起來原因分析:從壓車器液壓缸控制原理圖中可以看出,緩沖回路壓力油管接入緩沖裝置(液壓缸頂部部位),一旦緩沖裝置損壞嚴重,此時壓力油就進入了液壓缸無桿腔,與回油路相通,理論上壓力為零,但由于此時壓力油也通入無桿腔,存在一定的壓力,導致此時無桿腔壓力會大于零,活塞受力F無等于活塞面積與頂部壓力的乘積。在活塞底部,液壓缸有桿腔壓力與壓力油管路相通,壓力為系統(tǒng)壓力,活塞受力F有等于活塞環(huán)形面積與系統(tǒng)壓力的乘積。同時考慮壓車器裝置自重Fg及機械摩擦阻力Fc的影響,要實現(xiàn)壓車器液壓缸抬起,活塞受力需達到以下條件:
F有-(F無+Fg+Fc) 〉 0
由于翻車機系統(tǒng)壓力最大為50bar,壓車器裝置自重約2t,緩沖裝置損壞嚴重的情況下,會導致上述條件達不到,后果直接導致壓車器液壓缸抬不起來。
對于此情況,可以采取臨時應(yīng)急措施:將緩沖裝置油管拆掉,使用專用絲堵堵住緩沖油管兩端油口,繼續(xù)工作,待隨后停機更換液壓缸總成。
針對設(shè)備管理,要有預控管理的理念,要有深入分析研究的習慣,工作中要做到早分析,早打算,做好相應(yīng)的應(yīng)急處理方案,才能在現(xiàn)場出現(xiàn)問題時從容解決。
TH137
B
1671-0711(2014)05-0046-03
2014-02-15)