多级套筒伸缩式双作用液压缸故障分析及改进_张红军

图 @! 显示器屏幕指示三
最后关 闭 发 动 机 $ 泵 阀 控 制 器 自 动 记 忆 调 整 ! "当显示屏显示 & 不 能 进 行 卸 载 阀 调 整’ % 的界面时 $ 表明卸 载 阀 对 泵 的 压 力 调 节 功 能 失 效 $ 此时卸载 阀 调 整 无 意 义 # 调 整 失 效 的 具 体 表 现 ( 在卸载阀 调 整 中 $ 泵 的 压 力 不 增 加 或 增 加 后 无 变 化 # 此时应排 查 泵 的 压 力 不 能 增 加 的 原 因 ( $ 溢 流阀是 否 正 常 ) % 液 压 回 路 是 否 存 在 压 力 释 放 ) & 压力传感器是否正常 #
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7! 解决对策
如果能 降 低 油 缸 伸 出 速 度 $ 让 其 平 缓 到 达 行 程终点 $ 就可 解 决 碰 撞 问 题 # 因 此 对 液 压 原 理 进 行了改进设 计 $ 并 申 报 了 实 用 新 型 专 利 $ 原 理 如 图 ! 所示 # 多级缸伸出时 $ 电磁换向阀 % 处 于右 位 $ 节 流 阀 ! 先对泵的来油进行了调节 $ 有杆腔的 回 油 通过 单向节流阀 & 的单向阀回油箱 $ 同时高压 油 将 液控 单向阀 . 封闭 $ 使油缸的伸出 速度 可 控 $ 避 免 发 生 高速撞击 # 当多级缸缩回时 $ 电 磁 换 向阀 % 处于 左 位 $ 节流阀 ! 先对泵的来油进 行了 调 节 $ 单 向 节 流 阀 & 根据速度要求对流量进行二次调 节 $ 同 时高 压 油通往液控单向阀 . 的控制 口 $ 将 液 控 阀打 开 $ 使 其反向流通 $ 无杆腔的回油一路经液控 阀 . 和节 流 阀 ’ 回油箱 $ 节流阀 ’ 可调节 背压 $ 防 止缩 回 太 快
5! 原因分析
对油缸进行了分析#多级套筒伸缩式双作用油缸 出于自身结构的考虑#其缸径和活塞杆直径的选择都 偏大# 如 图 # 所 示$ 一 级 缸 径 和 杆 径 分 别 为 ’ & ! " "
图 4! 两级伸缩双作用油缸结构图
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! 收稿日期 "! " " (B" JB# ! ! 通讯地址 " 张红军，郑州市 # " ! " # 信箱
# $ 阀块 !!%’ $ 节流阀 !% $ 电磁换向阀 . $ 液控单向阀 !& $ 单向节流阀 图 5! 液压原理图
而在无杆腔产生真空 $ 引起系 统振动 和噪声 ) 无杆 腔排出的 另 一 路 液 压 油 可 经 电 磁 换 向 阀 $ 经 ) #口 回油箱 #
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上半月刊 " ! " # " $ " %!
上半月刊 " ! " # " $ " %!
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? #%? ! % 双泵卸载比例阀电流指令值 #
图 9! 显示器屏幕指示二
调节器等部件是否正常工作 # ! $ . $ %! 卸载阀调整顺序 "泵 调 整 完 成 后 自 动 转 换 到 卸 载 阀 调 整# ! # 在卸载比例阀动作时 $ 对应检测泵的压力 # 显示屏显示发动机 转 速 % 双 泵 压 力 ?#%?!% 双泵卸载 比 例 阀 电 流 指 令 值 ! 显 示 屏 中 用 6 B#% " # 6B! 表示 $ 见图 & ! " 卸载 比 例 阀 动 作 直 至 达 到 规 定 值 $ 卸 载 ! 阀调整自动终止 # 显 示 屏 显 示 & 卸 载 阀 调 整 完 成’ 的界面 ! 见图 & " $ 并显示发动机转速 % 双泵压力 记录 #
4! 故障现象
郑州大方 桥 梁 机 械 有 限 公 司 某 产 品 上 选 用 的 两级套筒 伸 缩 式 双 作 用 液 压 缸 # 活 塞 与 套 筒 采 用 螺纹嵌套 式 # 在 加 工 工 艺 上 与 活 塞 式 单 作 用 油 缸 相 同# 质 量 上 易 保 证# 可 靠 性 好# 但 结 构 复 杂$ 某次顶升作 业 后 检 修 # 发 现 活 塞 杆 拉 伤 # 出 现 泄 漏 % 同时油缸 出 现 卡 阻 # 一 级 活 塞 杆 缩 不 回 的 现 象 $ 为避免更 大 事 故 的 发 生 # 对 该 多 级 油 缸 进 行 拆检 # 发现导 向 限 位 部 分 已 产 生 塑 性 变 形 # 平 坦 的台阶边 沿 损 坏 # 尖 锐 的 铁 屑 将 活 塞 杆 的 镀 铬 层 划伤 # 进一步损坏了 密 封 圈 # 引 起 了 油 缸 的 泄 漏 % 同Байду номын сангаас空载缩缸时回油背压较高 # 压力损失很大 $
#二级缸径和杆径分别为’ & $ 每级油缸 # ( " # & " # ’ " ’ ’ 每边只有 ’ L L 的间隙# 通常油缸从最大的一级开始 逐级伸出#即’ ! " " 油缸带着套在其内的第二级最先 移动#在一级行程完全伸出后# 下一级才开始伸出% 而在缩回时#最小的一级完全缩进以后# 下一级才开 始移动#逐级缩回到缸筒内$ 由于每一级活塞与导向 限位接触面非常小#如果油缸伸出速度较快# 活塞就 会与限位处发生碰撞#长期碰撞会引起导向限位部位 发生塑性变形#导致活塞杆发卡# 划伤镀铬层# 油缸 的反复伸缩会进一步损伤密封圈# 从而造成卡阻和泄 漏$所选用油缸第一级速比# #二级速比J #当 " $ ’ $ ! ’ 第一级伸出到位后#相同流量进入第二级# 其伸出速 度增大#而油缸没有设计缓冲装置# 快速伸出的活塞 在行程未端会撞击导向部位# 该部位未经特殊处理# 时间长后就产生了故障$ 至于缩缸时回油背压高# 主 要是由于多级缸的速比较大引起# 同样的油量进入有 杆腔#无杆腔排油量成数十倍的扩大# 而在系统设计 时#大都是按泵的供油量进行选择的# 忽略了由速比 引起的流量增加#油缸级数越多# 影响越大# 系统背 压的增加也就越大#从而出现空载缩缸时需要加大发 动机油门或消耗功率的怪现象$
多级套筒 液 压 缸 适 用 于 行 程 大 而 安 装 距 或 总 长小的场 合 # 从 而 在 给 定 的 安 装 空 间 内 实 现 比 单 级液压缸 更 长 的 行 程 # 在 安 装 空 间 紧 张 的 情 况 下 得到广泛 的 运 用 $ 按 液 压 油 的 作 用 方 式 分 单 作 用 和双作用两种 # 伸缩 级 数 !"’ 级 不 等 $ 单 作 用 缸 其活塞伸 出 时 靠 压 力 油 顶 升 # 回 缩 时 靠 机 构 的 自 重或弹簧力 # 如 自 卸 式 卡 车 # 但 对 于 既 没 有 重 力 又没有外 部 机 械 作 用 力 的 应 用 场 合 # 活 塞 不 能 自 行缩回 # 因此 必 须 采 用 双 作 用 缸 # 如 集 成 式 垃 圾 压实车的 推 铲 油 缸 等 $ 然 而 由 于 多 级 套 筒 伸 缩 式 双作用 油 缸 自 身 的 特 点 和 系 统 设 计 人 员 的 忽 视 # 使用过程中容易引起不必要的故障 $
多级套筒伸缩式双作用液压缸故障分析及改进
张红军，王慧基
（郑州大方桥梁机械有限公司，河南 ! 郑州 !. ） ’ " " " ’ 文献标识码 ",!! ! 文章编号 "# $ ! 中图分类号 "): # % + $ ’ #!! ! " " # ’ ’ . /# ! " # " " % " # " ( " #
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