液壓變速器轉速調節失靈故障及診斷排除

    ①功能、結構及故障現象毛呢罐蒸機是從英國Saler公司引進的一種紡織設備，由卷繞機和罐蒸器兩部分組成，用于毛呢織物的卷繞和罐蒸，以提高產品美觀度：卷繞機由一整體式液壓變速器驅動和控制（圖N），其主要功能是將經剪絨之后卷在膠輥9上的毛呢織物均勻地卷繞到膠輥7上。按卷繞工藝，要求該液壓變速器能通過由齒輪、同歲齒形帶等機構零件組成的機械系統Ⅱ正、反向啟動膠輥9及7，且能通過該變速器輸入和輸出端的變量調節機構使兩個膠輥的轉速從0～1500r/min得到無級調節，同時還能通過起反饋作用的機械系統I與氣缸5及小輪6的配合，使兩個膠輥之間的織物的線速度基本恒定，以保證適當張力，實現均勻卷繞。

    該機在正常使用四年多后發現，膠輥轉速調節不到高速區上，即只能在低速區(約500r/min)工作，大大影響了生產率。

    ②原因分析首先會同現場操作者及有關人員，概略檢查了暴露在外的機械系統I和油箱液位，發現這幾部分均正常。因此，推斷是液壓變速器內部發生了某種故障。

從機器的使用說明書中的文本部分并結合實物了解到該整體式液壓變速器，其輸入端和輸出端分別為雙向變量的葉片泵和葉片馬達。泵和馬達軸均為水平安裝。輸入端前部和輸出端后部的凸出部分別是泵和馬達的變量調節機構13和4，泵和馬達通過外殼固定在附有紫銅薄壁散熱管油箱的頂部。

由于原技術文件中無該液壓裝置的系統原理圖，故經仔細分析推斷認為，該液壓變速器實質是一個變量泵和變量馬達組成的閉式容積調速系統，根據推斷試探性繪出液壓原理圖（圖O）。該變速器驅動功率（即電動機輸入功率）為5kW，其整體尺寸（含油箱）長×寬×高=600mm×200mm×700mm。液壓泵和液壓馬達的變量調節機構采用絲桿一螺母組成的螺旋副，并分別通過手輪和鏈傳動進行手動和自動調節；調壓部分采用6片碟形彈簧組；變速器輸入端與動力源采用柔性連接（液壓泵與驅動電動機通過兩根V帶傳動）。

    由變量泵一變量馬達液壓系統轉速特性公式可知，液壓馬達輸出轉速為

n_m=(V_pmaxx_pn_p)/(V_mmaxx_m) η_pvη_lvη_mv

    對于本系統，液壓泵和馬達的最大排量V_pmax和V_mmax均為常數，故影響馬達輸出轉速n_m的參數只能是泵的輸入轉速n_p、泵和馬達的調節參數x_p和x_m以及泵、馬達的容積效率η_pv、η_mv和管路容積效率η_lv。

基于上述分析，對該液壓變速器的有關部位進行了如下檢查和拆解處理：檢查泵的輸入轉速n_p，發現電動機與泵之間的V帶已很松，皮帶打滑會降低運轉時的傳動比，為此，通過調整電動機上的底座螺釘，張緊了皮帶；檢查馬達和泵的變量機構，發現馬達的變量機構正常，但泵的變量機構中絲桿的臺肩與端蓋的結合面A（圖P）有一約1.5mm的磨損量，故絲桿轉動時，螺母產生徑向“空量”，得到的是一個“偽”x_p值。

    ③解決辦法與效果解決上述磨損問題的辦法是在結合面處加裝一相應厚度的耐磨墊圈或重新制作一絲桿，這樣即可消除上述“空量”。迫于生產任務，采用了加耐磨墊圈的方法。

    鑒于毛呢罐蒸機使用四年多以來，該液壓變速器一直未更換過液壓油液的情況，將原系統中所有油液排出，發現其中有少量織物纖維，油箱底都還附著大量顆狀污物。考慮到這些雜質易引起液壓元件堵塞和磨損，可能會導致容積效率及吸油量下降，故對系統進行了徹底清洗。

    最后，重新組裝并按使用要求加足新液壓油液，一次試車成功，排除了上述故障，使罐蒸機及液壓變速器恢復了正常工作狀態，生產效率得以提高。