負(fù)流量系統(tǒng)液壓挖掘機(jī)動臂掉臂故障分析

吳香君，尹 超，付相華

（徐州徐工挖掘機(jī)械有限公司，江蘇 徐州 221004）

動臂掉臂是指動臂在懸置狀態(tài)無先導(dǎo)動作的情況下動臂自動下落的現(xiàn)象。動臂下落是由于動臂油缸收縮，動臂油缸本身內(nèi)泄或其無桿腔所連的所有液壓元件出現(xiàn)泄露，都可能造成動臂掉臂。并不是所有的動臂掉臂都是故障，只有當(dāng)動臂油缸每小時下降150mm以上，超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時才被認(rèn)定為故障。若要解決動臂掉臂故障，需要對動臂油缸及其無桿腔相連的所有液壓元件、運行介質(zhì)進(jìn)行逐步排查。鑒于引起動臂掉臂故障的因素較多，本文提供一種解決問題的思路和方法，按照由簡到繁的原則，結(jié)合引起動臂掉臂故障的可能性大小，只需要用常用的檢修工具，即可有效地降低故障排查難度，并盡可能地減少故障排查范圍。

1 故障分析

動臂掉臂故障是由于動臂油缸無桿腔液壓油減少導(dǎo)致的，液壓油減少一方面可能由于液壓油過稀導(dǎo)致密封不住，也可能為動臂油缸本身或與動臂油缸無桿腔相連的液壓元件出現(xiàn)異常導(dǎo)致了泄漏，還有可能為先導(dǎo)問題。

首先，液壓油是液壓系統(tǒng)工作的介質(zhì)，液壓元件都是通過密封液壓油的推動來實現(xiàn)運動的。液壓元件的密封性是相對于一定粘度的液壓油而言，液壓油的粘度過低，就很難密封，包括動臂油缸及相關(guān)的液壓元件都會泄露，當(dāng)然也會引起動臂掉臂故障的發(fā)生。

其次，分析動臂油缸的工作原理圖，見圖1。通過工作原理圖可看出，與動臂油缸無桿腔直接相連的液壓元件有下安全閥、下補(bǔ)油閥、動臂保持閥、單向閥和膠管接頭。膠管、接頭的外泄一目了然，不在考慮范圍。分析原理圖，下安全閥、下補(bǔ)油閥后面直接連接液壓油箱，這2個液壓元件如果泄露，動臂將會掉臂無疑；動臂保持閥錐閥后面跟著動臂左閥芯，動臂左閥芯后面為液壓油箱，只有動臂保持閥和動臂左閥芯都出現(xiàn)泄露，動臂才會掉臂，所以只需排查動臂保持閥；同樣，單向閥后面跟著動臂右閥芯，動臂右閥芯后面為液壓油箱，只有單向閥和動臂右閥芯都出現(xiàn)泄露，動臂才會掉臂，所以只需排查單向閥。動臂油缸本身的油封損壞將導(dǎo)致液壓油直接從無桿腔泄入有桿腔，從而也會造成動臂掉臂。往前推，如果動臂降先導(dǎo)閥有微壓輸出，將會推動動臂左閥芯向左產(chǎn)生微小的位移，同時也會推動動臂保持閥產(chǎn)生微小的縫隙，此時也可能導(dǎo)致動臂油缸掉臂。

2 故障排除

對應(yīng)以上原因分析，進(jìn)而對各相關(guān)因素和液壓元件進(jìn)行逐步排查。注意：進(jìn)行任何維修之前，請先消除先導(dǎo)油路和工作油路中的壓力。

（1）液壓油的排查：液壓油是否符合要求，可通過比較相同溫度的本機(jī)的液壓油和標(biāo)準(zhǔn)的液壓油在傾斜的干凈玻璃片上的流動速度來判斷，過稀則液壓油的流動速度就快得多。其實液壓油過稀，操作者也是能夠感受到的，那就是整機(jī)效率低，特別是溫度高時效率下降更快。

（2）先導(dǎo)閥的排查：如果掉臂是由于動臂降先導(dǎo)閥內(nèi)有微壓（可能是由于先導(dǎo)閥裝配不合適等原因?qū)е拢?，那么，斷開動臂降先導(dǎo)閥下的先導(dǎo)出油管路，掉臂現(xiàn)象應(yīng)該終止。若掉臂現(xiàn)象消失，則可確認(rèn)先導(dǎo)閥故障；若故障仍在，則予以恢復(fù)，向下進(jìn)行。

（3）下安全閥的排查：安全閥也叫過載閥，其作用為當(dāng)油缸等液壓執(zhí)行元件受到的外界載荷過大時，高壓油經(jīng)過安全閥流向液壓油箱泄壓，保護(hù)油缸等免受高壓破壞。將動臂油缸的下安全閥和上安全閥對調(diào)來觀察動臂掉臂現(xiàn)象是否消失是簡單有效的方法。如果消失，則判定為下安全閥磨損內(nèi)泄導(dǎo)致掉臂。注意，由于安全閥安裝于主閥閥體上，其和主閥閥體上的安裝座之間有相對運動，所以安全閥和主閥閥體也會出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的情況。對調(diào)上下安全閥后，如果掉臂現(xiàn)象還未消失，還需要排查下安全閥安裝座，可通過亮光照射，觀察安裝座表面是否規(guī)整。如果出現(xiàn)不規(guī)整現(xiàn)象，則可斷定安裝座已磨損。這種情況下更換普通的安全閥已經(jīng)不行了，必須更換特制的安全閥或者更換主閥本體。

（4）下補(bǔ)油閥的排查：補(bǔ)油閥也叫安全補(bǔ)油閥，其作用為防止液壓執(zhí)行元件因慣性而造成吸空。如果動臂油缸無桿腔對應(yīng)的下補(bǔ)油閥卡滯，液壓油會由無桿腔通過下補(bǔ)油閥流回液壓油箱。拆開下補(bǔ)油閥，用手摩擦補(bǔ)油閥表面，看是否有磨損或小顆粒，同時清理下補(bǔ)油閥座。若沒有問題，予以恢復(fù)，向下進(jìn)行。

（5）動臂保持閥的排查：動臂保持閥的作用就是在無先導(dǎo)油開啟的情況下，截斷動臂油缸無桿腔液壓油經(jīng)過動臂左閥芯流回液壓油箱的通路。因動臂保持閥和斗桿保持閥結(jié)構(gòu)相同，作用類似，可完全互換。若斗桿不存在掉臂的問題，則通過調(diào)換這2個保持閥可判斷是否為保持閥故障，若沒有變化，向下進(jìn)行。

圖1 動臂油缸的工作原理圖

（6）單向閥的排查：單向閥的主要作用為保證動臂提升合流，同時當(dāng)動臂右閥芯處于中位時，截斷動臂無桿腔液壓油經(jīng)動臂右閥芯流回液壓油箱。拆檢方法同下補(bǔ)油閥，拆開單向閥，用手摩擦單向閥表面，看是否有磨損或小顆粒，同時清理單向閥座。若沒有問題，予以恢復(fù)，向下進(jìn)行。

（7）動臂油缸的排查：通過上述各步驟的排查，如果故障沒有解決，則基本可確定為動臂油缸本身的油封問題。油封損壞后會通過主閥流入液壓油箱，查看液壓油箱的回油濾芯上是否有橡膠碎片，往往能初步判斷油封是否損壞。也可通過以下方法判斷：懸置動臂，將工作裝置的重量作用于動臂油缸，斷開動臂油缸有桿腔的出油管，見圖1中a處，并將容器放在油缸有桿腔出油管的下方。由于動臂油缸受壓，如果油缸的油封泄漏，無桿腔的液壓油將會通過油封進(jìn)入有桿腔，油缸活塞向無桿腔移動。因無桿腔減小的長度等于有桿腔增加的長度，而無桿腔的截面積大于有桿腔的截面積，所以無桿腔的液壓油進(jìn)入有桿腔后，有桿腔不能完全容納，多余的液壓油將會從有桿腔的出油管流出。因此只要上述容器內(nèi)的液壓油不斷增加，則可判斷動臂油缸的油封損壞。

3 結(jié)束語

通過本文的介紹，維修人員可精確分析造成動臂掉臂故障的原因，定位造成動臂掉臂故障的液壓元件，為故障的解決提供了有力保證，也為類似斗桿掉臂故障的解決提供了參考。