浙江银驰轴承科技有限公司

某厂堆取料机液压系统故障分析案例

2017-09-07

供稿:张业建、熊杰、江向栋、戴相宇
(宝钢湛江技术协作团队)
  1 故障现象
  SR3堆取料机在底层取料作业时(俯仰角度约-9.5°),频繁发生俯仰起不来现象当把斗轮内的积料清除干净后,俯仰又能正常起来。故障起初,一直是靠清除斗轮内的积料维持作业,但是故障仍然时有发生,后续尝试更换了一些阀,改善效果不明显。
  2 故障处理
  自2016年初起,SR3在底层取料作业时(俯仰角度约-9.5°),频繁发生俯仰起不来现象,M1的测压口压力始终在40BAR左右。当把斗轮内的积料清除干净后,俯仰又能正常起来。所以该故障起初,一直是靠清除斗轮内的积料维持作业。(取中层料、上层料时不会发生俯仰起不来现象)。由于在底层取料频繁发生俯仰起不来,所以尝试更换了一些阀。如下图更换过的部件用红圈标识。更换这些阀件后,故障仍未消除。俯仰在底层时,系统压力始终在40BAR。随即我把件31溢流阀压力调高至70BAR,系统压力M1口也马上到70BAR,但俯仰仍起不来,M1/M2/M3压力相同。
  现场采取临时措施把31溢流阀继续往上调至125BAR时,俯仰能正常起来了。后续经液压润滑团队讨论分析后,推断单向阀32或顺序阀36有故障。现场在更换了单向阀32后,消除了故障。
  3 原因分析
  故障发生时的一个重要现象就是M1、M2和M3三个测压点压力一样,无法实现高低压切换。在系统刚启动时,系统处于低压状态(<35bar),单向阀32打开,且M2和M3之间仅有一个单向阀,故M2和M3的压力应该相等。同时由于溢流阀25的控制口X和压力口P相通,故此时M1的压力也应与M2、M3相等。
  当系统逐步升高并超过35bar,单向阀32关闭,系统切换至高压状态,M1的压力应为200bar(溢流阀25设定值为215bar,处于关闭状态)。由于单向阀32受到高压油作用后关闭,故M2的压力仍然保持在35bar。M3的压力应介于M1和M2之间。在将溢流阀31的压力调高后,油缸能够实现上升和下降,说明油缸的状态基本正常,可以初步排除故障是由于油缸内泄漏造成的。
  由于小泵的流量仅为5.5l/min,大泵的流量为147l/min,仅依靠小泵补充大泵的泄漏量无法实现油缸的上升和下降,可以排除故障是由于泵的内泄漏造成的。
  影响M1和M2切换至高压状态的液压阀主要有溢流阀25、换向阀33、溢流阀31、单向阀32以及顺序阀36。现场更换了溢流阀25、换向阀33和溢流阀31之后,故障现象依旧。因此判断单向阀32或顺序阀36有故障。
  4 经验教训
  本系统的液压泵功率仅55KW,在现有的技术条件下,完全可以带载直接启动。比例阀的先导控制油压力随着型号规格的不同而不同,低压从10-30bar不等,高压从250-350bar不等,液控单向阀的控制压力Z低只需5bar,小泵的35bar压力油完成能够满足要求。因此,系统完全设计成高压油回路和控制油回路彻底分开,避免高压油和控制油相互之间的干扰,减少故障排查时间。在本例中,当大泵的压力超过35bar的瞬间,单向阀32会处于一个不稳定状态,随着压力的进一步升高,单向阀32会趋于稳定。