摘要：針對某型起重機樣機在進行低溫性能驗證試驗過程中，出現(xiàn)的選擇閥滲油故障現(xiàn)象，分析選擇閥的結(jié)構(gòu)及工作原理，通過構(gòu)建故障樹查找選擇閥滲油的基本方式，進而研究選擇閥的滲油機理，在此基礎(chǔ)上提出更換耐低溫選擇閥的改進措施。更換耐低溫選擇閥后進行低溫試驗驗證，問題得到解決。

關(guān)鍵詞：起重機；選擇閥；低溫工作；故障樹；滲油機理

1" "故障現(xiàn)象

某型起重機樣機在進行性能驗證試驗過程中，在完成低溫工作試驗后，檢查發(fā)現(xiàn)其選擇閥正面背面均有液壓油液滲出。

2" "選擇閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1" "選擇閥結(jié)構(gòu)

該選擇閥主要由內(nèi)六角螺釘1、標(biāo)牌2、擋板3、格萊密封圈4、閥體5、閥芯6、擋圈7和8、手柄桿9、內(nèi)六角錐端緊定螺釘10、手柄11等組成，在閥體上安裝了一個直動式溢流閥和一個可調(diào)節(jié)流閥，如圖1所示。

由圖1可知，手柄11可通過手柄桿9操縱閥芯6旋轉(zhuǎn)90°，用來實現(xiàn)不同油口油路的通斷切換。閥芯6兩側(cè)與閥體5接觸部分即油路兩側(cè)各設(shè)置一個溝槽，每個溝槽內(nèi)安裝一個格萊密封圈，用于密封高壓油，避免油液從選擇閥閥體與閥芯之間滲出。

2.2" "選擇閥的工作原理

該選擇閥是一種旋轉(zhuǎn)式二位三通手動換向閥，其通過切換閥芯位置來改變流體流動方向。該選擇閥實現(xiàn)液壓系統(tǒng)高壓油路通向起重機或通向絞盤。選擇閥的工作原理如圖2所示。

選擇閥閥芯處于下位時，通往P1的油口被封閉，液壓泵輸出的壓力油從P2油口輸出，在P2油路上閥體集成了可調(diào)節(jié)流量的節(jié)流閥，用以調(diào)節(jié)P2油口的流量，多余流體可以從T口溢流。該油路通向起重機，所需要的流量較小。

選擇閥閥芯旋轉(zhuǎn)到上位（閥芯旋轉(zhuǎn)90°）時，P2油口被封閉，P1油口被打開，液壓泵輸出的壓力油從P1油口輸出。該油路通向絞盤，需要的流量較大。

3" "故障原因分析

3.1" "構(gòu)建故障樹

故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關(guān)系圖。針對選擇閥的故障現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)和工作原理，按照《故障樹分析指南》（GJB/Z 768A—1998）構(gòu)建選擇閥滲油故障樹。構(gòu)建的選擇閥滲油故障樹如圖3所示。根據(jù)選擇閥滲油故障樹可知，引起選擇閥滲油的基本事件有兩個：一個是選擇閥選型問題，二是密封質(zhì)量問題。

3.2" "分析選擇閥滲油事件

3.2.1" "選型問題分析

該選擇閥型號為SZF18-P50，該型號選擇閥為起重機常用選擇閥，在民用產(chǎn)品上大量使用。該型號選擇閥雖然通過了出廠檢驗、裝車后整車出廠試驗、起重機作業(yè)可靠性試驗等考核，未出現(xiàn)功能性能問題，但是該型號選擇閥安裝型號為GLQ.32的格萊密封圈，圖紙上未明確規(guī)定使用環(huán)境溫度，為普通產(chǎn)品，不符合本產(chǎn)品的耐低溫使用要求。

常規(guī)的密封圈在-41℃低溫環(huán)境下會變硬變脆，會造成密封失效。該選擇閥為常規(guī)型號，其安裝非耐低溫密封件，在低溫環(huán)境下會造成該選擇閥密封失效，導(dǎo)致高壓液壓油從密封處滲出。因此初步認(rèn)為，選擇閥低溫工作后出現(xiàn)滲油問題的原因是設(shè)計選型錯誤。

3.2.2" "密封質(zhì)量問題分析

該型號選擇閥經(jīng)過了出廠檢驗、裝車后整車出廠試驗、起重機作業(yè)可靠性試驗等考核，未出現(xiàn)功能性能問題，可排除其密封損壞等質(zhì)量問題。

3.3" "液壓油滲出機理分析

選擇閥閥體與閥芯之間設(shè)有兩道格萊密封圈（見圖2序號4），分別將閥芯兩端密封，避免高壓油從閥芯兩端滲出。但是在-41℃低溫環(huán)境中進行低溫作業(yè)時，密封圈需要具有良好的耐低溫性能，否則密封圈會變硬變脆，特別是在承受較高壓力的條件下，會造成變硬變脆密封圈的密封作用失效，導(dǎo)致液壓油從密封圈4、閥體5和閥芯6配合的縫隙中滲出。

3.4" "樣機返廠復(fù)查

該起重機樣機返回廠內(nèi)，技術(shù)人員對該樣機進行復(fù)查。復(fù)查時，在室外溫度約-20℃的環(huán)境下進行負(fù)載試驗。在負(fù)載試驗過程中檢查選擇閥時，再次發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)滲油問題。由于選擇閥密封圈為非耐低溫密封圈，在低溫環(huán)境下密封失效屬于必然現(xiàn)象。

4" "改進措施及效果驗證

4.1" "改進措施

根據(jù)選擇閥選型事件分析結(jié)果，確定重新選用適合于低溫環(huán)境的選擇閥。新選定型號為SZF18-P50（II）（VC/JP）的選擇閥。新型號選擇閥功能、安裝接口及液壓接口均與原型號相同，與原型號選擇閥具有互換性，可原位替代。新型號選擇閥的技術(shù)要求明確規(guī)定其工作溫度為-41～+80℃，貯存溫度為-45～+70℃。

4.2" "改進效果驗證

選擇閥的生產(chǎn)廠家對2件SZF18-P50（Ⅱ）型選擇閥進行低溫貯存試驗，在-50℃低溫貯存24h后，進行30MPa的耐高壓試驗，并保壓10min，觀察這2件選擇閥兩端無滲漏油現(xiàn)象。由此驗證新選型的耐低溫選擇閥及其密封件，符合低溫密封要求。將該型耐低溫選擇閥換裝于該起重機樣機上。新選擇閥低溫貯存試驗場景如圖4所示。

4.3" "舉一反三全面排查

對該起重機樣機的所有液壓元件進行全面排查。排查結(jié)果表明，其多路閥、平衡閥、液壓鎖、回轉(zhuǎn)緩沖閥、高壓過濾器、散熱器等液壓元器件均明確規(guī)定了元器件的使用環(huán)境要求，均選型正確。該起重機樣機換裝了新型選擇閥后，經(jīng)過鑒定和試驗，滿足了產(chǎn)品性能和使用要求。

5" "結(jié)束語

該起重機樣機低溫工作后出現(xiàn)選擇閥滲油問題后，經(jīng)過構(gòu)建故障樹進行分析，確認(rèn)了故障原因是錯誤地選用非耐低溫型號的選擇閥。重新選用了耐低溫型號的選擇閥，并進行了相關(guān)驗證，使選擇閥滲油問題得到解決。在此基礎(chǔ)上，舉一反三全面排查了該起重機樣機液壓系統(tǒng)液壓件的情況，從而確保起重機樣機符合低溫使用要求。

參考文獻(xiàn)

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[2] 陳奎生. 液壓與氣壓傳動[M].武漢：武漢理工出版社，2001.

（駐徐州地區(qū)軍代室，江蘇徐州" "221004）