汽车起重机变幅液压缸爬行振动与维修.pdf

汽车起重机变幅液压缸爬行振动与维修 施柏 平 宝钢集团上海梅山汽运公 司 上海2 1 0 0 3 9 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 0 0 2 0 0 9 5 0 2 1 故障现象 1台 Q Y 3 2 B型汽车液压起重机在使用 4年后 ， 2个变 幅液 压缸作业 时逐渐 出现振 动异 响。初始 时 ，仅在连续工 作时间较长 ，液压油 温度升高 时 才发生。逐渐发展 到冷 机启动后 只要 变幅液压缸 一 伸 出就出现剧烈振动。在气温较低的 3月份的 1 次检查 中，发现起 重臂支架上 的变 幅液压缸一 伸 出，活塞杆 即出现短暂爬行 ，伴有频 率很高 的振 动和异响 ，并传递 到操 纵 阀和整个液 压系统 的管 路。活塞杆伸出速度与正常情况相比明显降低， 用时 8 5 S ，而正常工作时变幅液压缸活塞杆完全伸 出时间约为 5 0 S 。随着变 幅液压缸 活塞杆逐渐 伸 出，起重臂角度渐 渐变小时振动 和异响慢慢减 弱 消失 。液压缸缩 回时振动 和异 响又逐 渐加剧 ，左 右 2个液压缸的振 动强 弱程 度也不 一致 ，检查 吊 钩起升、起重臂 伸缩 、上 车 回转 、下 车支腿伸 缩 等工况均未有异常现象出现。 2 工况检 查与原 因分析 1 该起重机没有进行过解 体修理 ，且异 常 振动故 障随作业 时间增加而加剧 ，说 明原机 出厂 时液压系统和装配没有问题 。 2 从产生振动 的作业工况 进行分析 ，只有 在变幅作业工况下 ，变 幅液压缸 伸缩时发 出的振 动和异响在操纵 阀、平衡 阀和整个管路 系统都能 感觉到。查听三联齿 轮泵时 ，负 责 向变 幅系统供 油的这一联 和其余 2联没有 明显 的异 响区别 ，且 变幅液压缸伸 出时系统压力 尚能建 立 ，说 明油泵 工作正常。 3 解体变幅平衡 阀检查 ，未发现 阀芯 、阀 座 、平衡弹簧和密 封圈有异常 。结合变 幅液压缸 在伸缩工况 下都 有振动 和异 响出现 ，且 振动频率 起重运输机械 2 0 1 0 2 没有变化。可以确定平衡阀工作正常。 4对变 幅系统进行 检查 ，操 纵 阀是更换 时 间不长的新件 ，更换前后 变幅液压缸 伸缩时 出现 的振动异 响没有 出现根本 变化。可 以确 定操纵 阀 工作正常。 5 变幅作业工况检查与分析 ① 在变幅工况振 动状态 下 ，检查液压 油箱油 液内没有空气 泡 ，表 明液压 系统管路及 相关元件 没有吸人空气 。 ② 观察变 幅液压缸伸缩 时的振动程度 ，活塞 杆刚伸 出或缩 回时产生 的振 动最强 ，热 机工况 比 冷机工况强 。活塞杆在 刚伸 出或缩 回时的初始 阶 段有明显 跳跃 ，接着 就是高频 率振动 ，压力表指 针上升且有跳动。活塞杆伸缩 1 ／ 2行程后振动逐渐 减弱直至消失 ，压力表 指针下降且也逐 渐趋于平 稳。说明活塞杆初始伸 缩 阻力很 大 ，这 除 了与起 重臂在完全 或接近伸 出状 态下角度逐渐 减小 ，变 幅液压缸受 力逐渐减轻有关 ，还说 明变幅液压缸 初始伸缩 时活塞杆导 向套或活塞 与缸筒 内壁之间 的摩擦阻力很大。 ③ 振动的强弱程度与起重机连续作业 时间的 长短和液 压油温度有 关。作 业初期 ，液压油 温度 低 ，振动弱。随着作 业 时间 的延 长 ，液 压油温 度 逐渐升高，振动逐 渐增强 。表 明有 可能在液压 油 温度上升后 ，液压 缸活塞或缸筒 导向套 内壁上 的 导向支承圈材料受热 膨胀 ，活塞 杆与导 向套 或活 塞与缸筒内壁之间的配合 间隙消失 ，导致摩擦阻力 增大而产生振动 。出现这种可能 的前提是这 2个变 幅液压缸出厂时的装配间隙超差 间隙过小 。 ④ 检查变幅液压缸 的上下 支承 ，润滑状况 良 好 ，支承销套无 卡滞 ，转动 正常。说 明变 幅液压 缸工作时 ，两端铰接支承的随动正常。 ⑤ 振动仅在变幅液压缸进行伸 出或缩 回时产 一 9 5 生。而起重机在重物起升、起重臂伸缩、回转等作 业_丁况下均运转平稳，说明振动源来 自变幅系统。 6 工况检查分析结论 由于变幅液压缸伸缩时产生 的振 动异响程度 与起重臂所处 的幅度有关 ，且 2个液 压缸产生振 动的强弱程度不同，故初步确定故障发生在变幅 液压缸内部 ，应对变幅液压缸进行解 体检查 ，视 情修 理 。 3 拆检修理 3 ． 1 解体拆检 1 拆下液压缸 ，在液压试验 台上进行无 载 荷伸缩测试 ，2个液压缸都出现 了程度不同的振动 和异响。压力表指针显示有 波动。液压试验 台检 查测试 的 现象 与起 重机 作业 时 的故 障 现象 完全 一 致 。 2 液压缸，活塞组件上的 Y形密封圈没有 损坏 ，且联接正常。 导向支 承环表面有微量 的纵 向拉痕 ，变幅液压缸导向套一端 见图 1 拆下后 发现液压缸上装配的 A形⋯橡胶防尘圈 1的唇 口 内壁已老化破损 ，2道非金属导向支承圈 5 、6已 粘连在沟槽 内，沟槽 底部与导 向支承圈背 面之 间 积聚有许多 已经锈蚀 的金属尘垢 ，其 中第 1道 导 向支承圈 6的沟槽 内积聚的金属尘垢 比第 2道导向 支承圈 5的沟槽 内多，这些金属尘垢将导 向支承 圈装配时预留的膨胀间隙完全消除 ，导 向支承圈 贴住活塞杆表面 ，将活塞杆 紧紧抱住 ，使 活塞杆 伸缩阻力增大 ，液压缸运 动产生爬行 。为此 ，判 断造成变 幅液压缸 伸缩 时产生振 动异 响的原 因， 是防尘圈损坏后尘垢进入导向支承圈沟槽 内所致。 罔 1 变幅液压缸导 向套一端示意 图 1 ．A形橡胶防尘圈2 ．Y x密封 圈3 ．导向套 4 ．金属尘垢5 、6 ．第 1 、2道非金属导 向 支承 圈7 ．0形密封 圈 3 ． 2 修理对策及效果 1 为了延长防尘圈的使用寿命 ，将原装 配 一 9 6 一 在活塞杆导 向套上的 A形橡胶 防尘套改为同规格 型号耐磨 且使用寿命长的橡塑 防尘 套。清除积存 在导向套 沟槽 内的锈蚀尘垢 ，更换 新的密封 圈和 非金属导向支承圈。装复液压缸后 在试 验 台上进 行无负载伸缩测试和密封保压测试 ，原 伸缩振动 异响消失。经 5 ra i n的 2 5 M P a保压测试 ，未见液 压缸内外泄漏。 2 修理后的变幅液压缸经空载和有载试机 ， 变幅作业工况完全恢复 正常。至此 ，表明原来变 幅液压缸伸缩时 出现的振动异响故障已经被彻底 排除。 4 结论 1 变幅液压缸伸缩时产生 的振动和异响是 由于液压缸防尘 圈唇 口老化 ，尘垢 进入并积聚在 导 向套导 向支承 圈的沟槽 内，使开 口的导 向支承 圈内径缩小 ，将 活塞 杆紧紧抱住 ，导向支承圈与 活塞杆之间原先存在 的配合 间隙完全 消失 ，形成 过盈配合 ，活塞杆伸缩时摩擦 阻力显著增 大 ，导 致活塞杆运动时爬行振动发出异响。 2 液压缸防尘 圈唇 口的老化与该起重机 的 作业环境有关。该机近年来一直 常年在 环境温度 高、粉尘浓 度大的炼 钢厂转炉车 间内作业 ，作业 环境温度在 4 0℃ ～ 5 0 o 【 ，所 吊装的钢渣盆温度在 4 0 0℃ ～ 6 0 0℃ ，空气中的粉尘浓度很高 ，成分主 要是颗粒在 1 2 m m 左右的片状氧化铁屑。这种 片状 氧化铁屑通过 已经损坏 的防尘 圈唇 口内壁进 入导向套第 1 道导向支承圈 6的沟槽底部 ，在第 2 道导向支承圈 5之前 由于有 1道 O形密封圈 ，因 此第 2道导向支承圈 5的沟槽内积聚的金属尘垢就 少 了许多。 3 为防止 同类 故障的再次发生 ，检修时应 使用质量好使 用寿命 长的橡 塑材料 防尘密封 圈 ， 并在起重机 的维护过程 中应 根据作业 况和作业 环境 ，注意检查 防尘 密封圈唇 口，发 现损坏就要 及时更换。 参考文献 [ 1 ]雷天觉 ．新编液压_T程手册 [ M] ．北京 北京理工大 学 出版社 ，1 9 9 8 ． 作者地址南京市中华门外新建上海梅山有限公司汽车运 输分公司设备管理室 邮 编 2 1 0 0 3 9 收稿 日期 2 0 0 9 0 4 2 8 起重运输机械 2 0 1 0 2