理论教育 挖掘机液压故障案例分析与改进

挖掘机液压故障案例分析与改进

时间:2023-10-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:液压缸的故障问题是影响玉柴YC35型液压挖掘机整机产品可靠性的最大关键。

挖掘机液压故障案例分析与改进

液压缸的故障问题是影响玉柴YC35型液压挖掘机整机产品可靠性的最大关键

1.YC35型液压挖掘机液压缸存在的问题

YC35型液压挖掘机用的液压缸为国产液压缸,经过一年多的跟踪调查分析,发现液压缸出现的故障为漏油和活塞杆断裂,其中前期故障以漏油为主,随着使用时间的增加,故障以断裂为主。漏油主要是杆漏和内漏,断裂主要表现为斗杆液压缸和动臂液压缸的杆头焊接部位及螺纹部位断裂、铲斗液压缸的活塞杆中部断裂等。

2.YC35型液压挖掘机液压缸故障原因分析

(1)液压缸断裂原因分析 根据断裂的使用时间及断裂端面的结构情况分析,发现液压缸的断裂主要是疲劳断裂。从使用情况看,用户使用YC35型液压挖掘机完成的主要工作有平土、挖沟、破碎、装卸等,其中以平土和挖沟为主。在平土作业中,经常出现动臂液压缸和斗杆液压缸的活塞杆冲到尽头的动作,这样对活塞杆会形成瞬时脉冲式的冲击力,经模拟计算和试验测定,YC35型液压挖掘机的斗杆液压缸在活塞杆冲到尽头时,其冲击力达到270kN。此外,平土时用户经常使用铲斗对土进行夯实作业,在这个作业中,铲斗液压缸也承受瞬时脉冲式的冲击压力。为减少这种冲击,动臂液压缸和斗杆液压缸的小腔都设计有一个缓冲套,但如果缓冲套制造质量不好或在使用过程中缓冲失效,当挖掘机反复作业,液压缸反复承受活塞杆冲到尽头而产生脉冲冲击力时,就会在活塞杆疲劳强度低的位置产生断裂,如杆头、螺纹阶梯或杆身有隐患的地方。因此减少断裂的方法是:保证液压缸有优良的缓冲性能并保证缓冲性能保持长久的稳定性,提高活塞杆的抗疲劳强度。

由于铲斗液压缸在活塞杆中间断裂较普遍,经分析其断裂原因除受冲击应力外,主要还受到弯曲应力的影响。斗杆体、摇杆、连杆和铲斗液压缸组成了一个连杆机构,当斗杆上的衬套和销轴磨损、摇杆变形、或液压缸的两销孔平行度超差时,活塞杆销孔位置中心轴线将偏移缸筒的中心轴线,活塞杆往复工作时,就会受到侧压力,从而产生弯曲应力,偏移越大,受到的应力就越大。

(2)液压缸漏油原因分析 造成液压缸漏油的主要原因有:

1)密封件质量差。

2)缸盖和活塞密封槽的加工精度差。

3)液压缸装配过程中使密封圈损伤、变形和变位。

4)在使用过程中液压缸活塞杆产生大的侧压力,使油封、支承环偏压或偏磨。产生侧压的因素有以下几种原因:销轴中心线与缸筒中心线垂直度差;动臂、斗杆、摇杆、平台的加工精度不高或变形;缸盖内径、缸筒内径、活塞杆径等相互安装尺寸之间的同轴度超差等。

5)在使用中活塞杆受到外物撞击损伤后造成密封件失效。

6)液压缸在使用中产生真空或有空气,在压缩后产生液压冲击和绝热高温,使密封件失效。(www.daowen.com)

3.提高国产液压缸可靠性应采取的措施

提高YC35型液压挖掘机的液压缸可靠性的关键是避免断裂和防漏。

(1)提高液压缸缓冲性能及保持缓冲性能长久稳定 经过统计分析及试验分析,YC35型液压挖掘机的液压缸,其缓冲性能大部分在出厂时能保证,但大约有10%的液压缸存在缓冲性能不符合要求,主要表现在:过缓冲或无缓冲(也叫缓冲效果差)。产生过缓冲的原因是缓冲套间隙过小;无缓冲的原因是缓冲套间隙过大。只有保证合理的缓冲套间隙才能保证优良的缓冲性能。保证合理间隙的工艺方法是:提高缓冲内、外套的加工精度及粗糙度;采用选配方法装配缓冲套。

若想保持缓冲性能长久稳定,就要避免缓冲失效,或延长缓冲失效时间。目前,造成缓冲失效的因素有:缸盖上O形密封圈失效或缓冲套磨损。所以对应措施是:采用性能优良的进口O形密封圈和O形密封圈挡圈;提高缓冲套的机械强度和表面加工精度。

(2)提高活塞杆的抗疲劳强度 方法有:采用合理的焊缝结构,避免应力集中;确保焊缝质量,避免焊缝裂纹和虚焊,要对液压缸进行超声检测;对焊缝进行消除应力处理;加工部位的工艺圆弧采用滚压工艺,或者活塞杆端头采用整体锻造结构。

(3)其他

1)对于液压缸重要部位的密封件,要求液压缸厂家必须采用进口的派克密封件,并建立供货质量检验和验收手段,确保密封件合格。

2)提高缸盖、活塞、活塞杆的加工精度及位置精度,特别是密封槽的加工精度。

3)对于容易在装配时造成密封件损伤的螺纹、倒角、圆弧等部位的飞边等,装配前要修正,并配备专用的装配工具。

4)保证自制件动臂、斗杆、摇杆、平台等的加工精度。

5)提高销轴和衬套的耐磨性

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