1 故障現(xiàn)象

1 臺徐工 XR460D 型旋挖鉆機作業(yè)過程中,，當(dāng)鉆頭鉆滿泥土后執(zhí)行主卷揚提升動作,、并將鉆頭提升至孔口位置時，主卷揚偶爾發(fā)生提升無力故障,，有時甚至不能提升,。但是當(dāng)先導(dǎo)手柄松開三分之一行程時，主卷揚又能正常提升,。

2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

XR460D 型旋挖鉆機主卷揚最大提升力為520kN,，標(biāo)配 JS630 型機鎖鉆桿，最大鉆孔直徑為 3m,，其升降采用液壓驅(qū)動方式,。工作泵為變量柱塞泵，用于給主卷揚升降液壓系統(tǒng)提供壓力油,。主卷揚換向閥為液控負(fù)載敏感多路閥,，裝有壓力傳感器。主卷揚提升油壓設(shè)定為32.0MPa,，通過駕駛室內(nèi)的顯示器可隨時查看主卷揚提升,、下放時的油壓值。主卷揚馬達(dá)為力士樂 A6VE160HD1D 型變量馬達(dá),，用于驅(qū)動主卷揚減速器旋轉(zhuǎn),，實現(xiàn)主卷揚的提升、下放動作,。先導(dǎo)泵為齒輪泵,，其輸出的先導(dǎo)壓力油通過先導(dǎo)手柄驅(qū)動主卷揚換向閥閥芯移動，并控制主卷揚變量馬達(dá)的排量,。主卷揚制動,、浮動的開啟和關(guān)閉均由控制電路的電磁開關(guān)閥控制。主卷揚馬達(dá)原理如圖 1 所示,。

3 故障原因分析

根據(jù)故障現(xiàn)象和主卷揚液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu),，分析故障原因可能有以下 3 個方面：

3.1 先導(dǎo)油路故障

先導(dǎo)油壓作用在主卷揚馬達(dá) X 口（見圖 1），先導(dǎo)手柄輸出的先導(dǎo)壓力油控制主卷揚換向閥閥芯動作，同時控制主卷揚馬達(dá)變量機構(gòu)動作,。若先導(dǎo)手柄出現(xiàn)故障,，可造成先導(dǎo)油壓力異常，導(dǎo)致主卷揚換向閥閥芯時開時關(guān),、主卷揚馬達(dá)的排量不穩(wěn)定,。

若先導(dǎo)壓力過低，主卷揚馬達(dá)的排量將變?yōu)樽畲?，如圖 2 所示,。根據(jù)松開先導(dǎo)手柄三分之一行程時，主卷揚又能正常提升的故障現(xiàn)象,，該故障可能是先導(dǎo)壓力過低,，造成主卷揚馬達(dá)排量過大所致。

3.2 工作油路故障

一是反饋油路不暢,。負(fù)載敏感系統(tǒng)中,，工作泵輸出液壓油的壓力值等于負(fù)載反饋壓力值加上固定壓差，若反饋油路堵塞,，就會造成工作泵輸出壓力不足,。

二是主卷揚提升側(cè)的溢流閥卡滯。若主卷揚提升側(cè)的溢流閥卡滯,，會造成主卷揚馬達(dá)提升側(cè)的壓力達(dá)不到設(shè)定壓力,，導(dǎo)致主卷揚提升無力。

三是主卷揚馬達(dá)變量機構(gòu)故障,。在同等壓力下,，主卷揚馬達(dá)輸出扭矩與排量成正比,。若主卷揚馬達(dá)變量機構(gòu)卡滯或內(nèi)部油路堵塞,，會造成其處于最小排量位置。在最小排量時,，主卷揚馬達(dá)輸出扭矩過小,，達(dá)不到主卷揚提升要求。

四是主卷揚馬達(dá)切斷壓力過高,。切斷壓力是指主卷揚馬達(dá)最小排量與最大排量轉(zhuǎn)換的臨界壓力,，如圖 2 所示。若負(fù)載壓力超過臨界壓力,，主卷揚馬達(dá)就會轉(zhuǎn)變?yōu)樽畲笈帕?；若?fù)載壓力低于臨界壓力，主卷揚馬達(dá)就會轉(zhuǎn)變?yōu)樽钚∨帕?；若切斷壓力設(shè)定不當(dāng),，就會降低主卷揚馬達(dá)的輸出扭矩。

3.3 其他故障

一是主卷揚浮動電磁閥線路接觸不良，造成主卷揚馬達(dá)提升側(cè)壓力油通過浮動電磁閥卸荷,；二是主卷揚制動油路堵塞或制動電磁閥線路接觸不良,，造成制動器抱死。三是鉆具超載,，造成主卷揚提升困難,。

4 故障排查

根據(jù)故障原因分析，我們由簡單到復(fù)雜,，按照以下順序逐步進(jìn)行了排查,，如下所述。檢查該旋挖鉆機所用鉆桿為 JS630 機鎖鉆桿,，鉆頭為直徑 2m 的撈沙斗,，符合使用要求。檢查先導(dǎo)手柄開度正常,，在主卷揚提升時檢測主卷揚換向閥液控端口先導(dǎo)油壓在 0 ～3.5MPa 之間,，并與手柄開度同步變化，這說明先導(dǎo)手柄正常,。

在鉆頭滿土后執(zhí)行主卷揚提升動作,，觀察工作泵壓力穩(wěn)定在 21.0 ～ 22.0MPa 范圍，且鉆頭提升速度正常,。但是當(dāng)鉆頭提升至孔口位置時,，速度突然變慢并逐漸停止上升，此時觀察工作泵壓力為 31.5 ～ 32.0MPa,，為憋壓溢流狀態(tài),。當(dāng)先導(dǎo)手柄稍微松開一些后，主泵壓力又變回 21.0MPa,，速度又恢復(fù)正常,。通過此項排查，可排除反饋油路不暢,、浮動電磁閥故障和溢流閥卡滯的可能,。

檢查主卷揚制動是否正常。將控制制動的管路拆除并封堵,，檢查主卷揚設(shè)定溢流壓力,，發(fā)現(xiàn)提升壓力為 31.5 ～ 32.0MPa，屬于正常,。將制動管路復(fù)原,，用油壓表測量制動口壓力，在執(zhí)行主卷揚提升動作時,，在主卷揚速度變慢或停止時,，制動壓力始終是正常值,。由此排除制動異常的可能。

主 卷 揚 馬 達(dá) 為 變 量 馬 達(dá),， 最 大 排 量 為160mL/r,，最小排量為 110mL/r。分析認(rèn)為,，主 卷 揚 馬 達(dá) 正 常 提 升 時 工 作 壓 力 為 21.0 ～22.0MPa,，其排量應(yīng)為最大狀態(tài)；此時若主卷揚馬達(dá)排量為最小狀態(tài),，主卷揚馬達(dá)輸出扭矩達(dá)不到主卷揚所需提升力,，使工作壓力上升到31.5 ～ 32.0MPa，其主卷揚馬達(dá)在最小排量時工作壓力基本上處于溢流狀態(tài),，使速度變慢至停止,。

為驗證上述分析結(jié)果，我們將控制主卷揚馬達(dá)變量的管路拆除并封堵,，使馬達(dá)始終處于最大排量,。經(jīng)反復(fù)進(jìn)行主卷揚提升測試，檢測主泵壓力保持在 21.0 ～ 22.0MPa,，故障現(xiàn)象消失,，這說明上述分析結(jié)果正確，應(yīng)重點檢查導(dǎo)致馬達(dá)變量異常的原因,。

壓力切斷閥是控制馬達(dá)變量的關(guān)鍵元件,，對馬達(dá)輸出扭矩的影響最為直接。因此,，我們將壓力切斷閥調(diào)節(jié)彈簧擰松 2 圈,，降低其切斷壓力值，然后反復(fù)進(jìn)行主卷揚提升測試,，此時檢測工作泵壓力為 21.0 ～ 22.0MPa,，故障現(xiàn)象完全消失。至此得出結(jié)論：該故障原因為主卷揚馬達(dá)切斷壓力值設(shè)定過高,，造成其排量突變?yōu)樽钚≈?，?dǎo)致其扭矩不足,、出現(xiàn)該故障,。

此次故障排查說明，當(dāng)出現(xiàn)主卷揚提升無力故障時,，應(yīng)結(jié)合故障現(xiàn)象和液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu),，仔細(xì)觀察相關(guān)參數(shù)變化情況，排除不相關(guān)因素,，然后由簡單到復(fù)雜進(jìn)行逐步排查,，便可最終找出主卷揚提升困難的原因,。

作者：劉志剛 孫超 王轉(zhuǎn)來

來源：《工程機械與維修》2018年第5期