汽車起重機_齒輪泵斷軸原因分析及解決措施

1．齒輪泵斷軸原因分析

    (1)第3聯泵斷軸原因的判斷。更換備用泵后，通過試車可知，第3聯泵所在的支腿系統工作正常，但回轉系統不動作，表明泵突然斷軸發生在回轉液壓系統中。打開濾油器13，發現其密封已破損，其濾芯為燒結金屬，有堵塞跡象，表明油液污染已造成濾油器堵塞。

    在正常工況下，第3聯泵輸出的油液先經導控順序閥14，再經多路閥15到回轉液壓馬達16。如果導控順序閥正常開啟，即使回轉液壓馬達16負載很大，由于多路閥15進口處設有安全閥，第3聯泵3也會得到保護。

    因此導控順序閥14未開啟或開啟過慢，造成第3聯泵出口發生“斷路”。由圖F可知，第3聯泵出口至導控順序閥14之間沒有設置安全閥，因此導控順序閥14未開啟或未及時開啟，使得泵出口和導控順序閥14之間的油路變成閉死腔，泵出口壓力急劇上升，使第3聯泵形成大負載，造成泵軸斷裂。

 

    (2)泵軸應力計算。應用材料力學和齒輪泵受力公式，對齒輪泵的泵軸進行受力計算與分析。通過計算只要泵的進出口壓力差大于20.55MPa，則該泵軸就可能發生斷裂。

    (3)導控順序閥無法開啟的原因。圖G為回轉液壓系統圖(圖中序號標注見圖F)。導控順序閥14為內控和外控聯合控制型，泵出口壓力油通過濾油器13進入主閥芯下腔，再通過主閥阻尼孔進入主閥芯上腔、先導錐閥前腔和頂桿右側，蓄能器11的壓力油通過導閥阻尼孔進入頂桿左側，在頂桿推力和液壓泵出口油壓的聯合作用下開啟先導錐閥，先導錐閥打開后，在主閥阻尼孔兩端壓力的作用下主閥芯開啟，導控順序閥打開。

    由于濾油器13堵塞或蓄能器11壓力過低，都將使得導控順序閥14無法打開，短時間內就將使第3聯泵出口壓力驟增，迅速超過20.55MPa，這是斷軸的根本原因。

2．解決措施

    （1）油液污染監測與控制。汽車起重機回轉系統中液壓泵的斷軸故障是由于油液污染導致濾油器堵塞，引起導控順序閥無法正常開啟而造成的。該汽車起重機已經連續使用10年并從未徹底更換過液壓油，也未對濾油器進行過清洗，液壓油已經嚴重老化，污染物大量存在于系統回路中。

  拆下導控順序閥和管路濾油器，對阻尼孔和濾芯進行細致清洗后，連接好管路，重新發動起重機，起重機的各個機構工作正常，目前該起重機已連續使用數月，沒再發生液壓泵斷軸和回轉失靈的故障。

    選擇帶有旁通油路的濾油器或帶發訊器的濾油器，并定期清潔油液、及時更換濾芯，是降低設備故障率的有效措施。

    (2)液壓泵出口增設安全閥。

    在圖F中，回轉液壓馬達回路中的溢流閥只有當液壓泵與多路閥、回轉液壓馬達油路接通后，對液壓泵、回轉液壓馬達起過載保護作用，支腿操縱閥4中的溢流閥6也只當液壓泵與支腿油路接通后，對液壓泵及其油路起到保護作用，該系統在液壓泵出口處沒有設置安全閥。

    泵出口將形成閉死容腔，都將導致泵出口壓力急劇增大、產生斷軸事故。如果在第3聯泵的出口設置1個溢流閥，對泵進行安全保護，即使回路出現故障也可以通過溢流閥保護液壓泵，防止液壓泵由于壓力過高而斷軸。

    該系統中，只需將支腿操縱閥4中的溢流閥6改到定位式操縱閥5的前面，使該溢流閥真正成為第3聯泵的安全閥，見圖H.

3.結論

    (1)油液的污染導致了濾油器堵塞或供油不暢，導致了順序閥未開啟或未及時開啟。選擇帶有旁通油路的濾油器或帶發訊器的濾油器，并定期清潔油液、對油液污染狀態進行監測和控制是降低設備故障率的有效措施。

    (2)液壓泵出口未設置安全閥、順序閥未開啟或未及時開啟，導致液壓泵出口形成“斷路”，使得液壓泵出口壓力驟增是起重機回轉系統中齒輪泵斷軸及回轉機構回轉失靈的直接原因。

    (3)液壓泵的出口處一定要設置溢流閥，限制液壓泵出口的最高壓力，對液壓泵形成直接安全保護。