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【修机】一文总结!挖掘机 斗杆故障全攻略

发表时间:2019-04-22 09:02

液压回路工作原理

斗杆是 挖掘机工作装置的一部分,其液压 回路如附图所示。由发动机1输出动 力给主泵的前泵2和后泵3以及先导泵4,使其输 出工作压力油和先导压力油。驾驶员启动挖掘机后,打开安全锁操纵手柄,先导安全换向阀6阀芯移位,打开先导泵4到先导阀8的油路。


当操纵先导阀8手柄执行挖掘动作时,先导压 力油流经先导阀8后分为3路:第1路经过 斗杆半流换向阀7推动斗杆II阀9阀芯换向;第2路推动斗杆I阀10阀芯换向;第3路打开保持阀12,确保斗 杆缸有杆腔回油通畅。

主油路 中的工作油分别由前泵2和后泵3经斗杆I阀10和斗杆II阀9合流后进入斗杆缸14无杆腔,推动其活塞杆伸出,从而实 现斗杆挖掘动作。


在斗杆缸活塞杆伸出、斗杆下 降到垂直于地面之前,斗杆在 其重力影响下加快下降速度,斗杆缸 无杆腔出现进油量和进油压力不足现象。为解决此问题,在斗杆I阀10的有杆 腔回油与无杆腔进油之间设置了油道,并加装了单向阀,还在有 杆腔回油道上加装了滑阀11。当无杆腔压力不足时,有杆腔 回油直接向无杆腔供油,这种功 能就是斗杆液压回路的再生功能。


在斗杆缸活塞杆伸出、斗杆下降超过垂直于地面位置后,斗杆上升。此时受重力影响,斗杆上升速度变慢、无杆腔压力增大,于是有 杆腔回油通道上的滑阀11阀芯移位,有杆腔回油通道接通,液压油流回液压油箱5。


当操纵先导阀8手柄实现卸料动作时,先导压 力油流经先导阀8后分为2路:第1路直接推动斗杆II阀9阀芯换向,第2路推动斗杆I阀10阀芯换向。此时主 油路中的工作油分别由工前泵2和后泵3经斗杆I阀10和斗杆II阀9合流后,流经保持阀12进入斗杆缸14有杆腔,推动其活塞杆收回;无杆腔液压油经斗杆I阀10直接流回液压油箱,从而实 现斗杆卸料动作。

斗杆液 压回路还具有斗杆半流功能,即斗杆 选择精细平整作业模式时,斗杆半流电磁阀得电,斗杆半流换向阀7换向后切断斗杆II阀9的先导油路,实现单泵供油,达到挖 掘机平整作业时精细平整和节能目的。


故障排查方法

斗杆自行下降故障,即斗杆 先导手柄在中位时,斗杆缸 活塞杆自行伸出或收回,斗杆在 其自身重力作用下自行下降。斗杆自 行下降故障是挖掘机液压系统常见故障,其原因 可能是斗杆缸内泄漏、先导阀、端口溢流阀损坏、斗杆阀阀芯损坏、斗杆保持阀失灵等。


首先,排查斗 杆缸是否内泄漏。排查方法有以下3种:一是通 过显示器检测数据,查看斗 杆挖掘或卸料溢流压力是否符合要求,若压力 偏低则斗杆缸可能存在内泄漏。二是将 斗杆缸活塞杆完全伸出,拆去其 有杆腔进油胶管,使用堵 板封堵回油油路主控阀侧(因回油有背压),斗杆缸 有杆腔侧回油油路敞开,启动发 动机后操纵先导手柄,使斗杆 缸无杆腔继续进油,观察有 杆腔是否有油液泄出。若有油液泄出,说明斗 杆缸存在内泄漏。三是若 斗杆自行下降比较缓慢,有杆腔 油液泄漏较少不能做出判断,可将斗 杆缸活塞杆完全收回,将工作 装置放平在地上,拆去有杆腔进油胶管,使用堵 板封堵有杆腔油口及进油胶管管口,切断有杆腔回油油路。启动发动机提起动臂,观察斗 杆是否自行下降,若斗杆自行下降,说明斗 杆缸存在内泄漏。


其次,排查端 口溢流阀是否损坏。若端口溢流阀损坏,可造成 斗杆缸压力油直接流回液压油箱,可导致斗杆自行下降。排查时,可将斗 杆阀端口溢流阀与动臂阀端口溢流阀互换后试机。若故障转移到动臂,则说明 该端口溢流阀损坏。


再次,排查保 持阀和斗杆阀是否同时存在故障。通过液压原理图可知,只有保 持阀失灵且斗杆移位油路打开时,才会发 生斗杆自行下降故障。排查保持阀时,先将斗 杆保持阀与动臂保持阀互换,再检查 斗杆阀阀芯是否在中位。斗杆阀 阀芯发生移位可能有以下2种原因:一是先导阀损坏,造成先 导油路一直保持压力,导致斗 杆阀阀芯始终处于打开状态;二是斗杆阀阀芯卡滞,造成阀芯不在中位。


最后,排查先 导阀是否存在故障。排查时,应测量 先导手柄处于中位时的先导二次压力。若有压力,说明先导阀存在泄漏,斗杆阀 阀芯在先导压力油的作用下滑动,脱离中位;若无压力,说明先导阀功能正常。


故障排查实例

我公司1台20t二手挖 掘机在修理后的调试过程中,发生斗 杆缸杆自行伸出故障,导致斗 杆自行缓慢下降。


首先,排查斗 杆缸内泄漏情况。因斗杆自行下降缓慢,我们将 斗杆缸活塞杆完全收回,将工作 装置放平在地上,拆去有杆腔进油胶管,使用堵 板封堵有杆腔油口及进油胶管管口,切断有杆腔回油油路。启动发动机提起动臂,观察斗 杆没有自行下降,由此说 明斗杆缸没有内泄漏。


其次,恢复斗杆缸软管连接,将斗杆 阀端口溢流阀与动臂阀端口溢流阀互换后试机,故障现象仍然存在,说明端 口溢流阀无故障。


再次,检查保 持阀与斗杆阀是否同时存在故障。将斗杆 保持阀与动臂保持阀互换,在先导 手柄处于中位时测量斗杆阀阀芯的先导二次压力,测试结果无压力,说明先导阀功能正常。


最后,考虑该车为二手设备,不排除 主控阀内部油道损坏、部分油 液直接流回液压油箱的可能。更换主控阀后试机,故障现象消失。


本文选自《工程机械与维修》杂志2018年第8期

作者:张杰 丁蒲刚 刘洪涛 李建强


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