一台NH178型多臂凿岩台车在使用过程中出现无前进挡只有倒退挡的故障。
1.故障分析
该台车的变速器为动力换挡变速器,为德国ZF公司原装。换挡过程如下:操作人员控制换挡开关,接通所需挡位电磁阀的电路,电磁阀组合通电接合后,相应挡位油路连通,液压油进入相应挡位的离合器,使齿轮啮合而到达相应的挡位。
换挡过程的电路为:蓄电池→换挡继电器→换挡开关→电磁阀。
油路为:变速泵→溢流阀→换挡控制阀→挡位离合器。
按照“从简到难、从外到内”的排除故障原则,进行如下的排查。
首先测量3个继电器,均正常;测换挡开关的各触点,也正常。于是怀疑电磁阀有故障,电磁阀的组合情况见附表。由附表可知,前进挡必须有S7电磁阀参与,该车无前进挡可能是因该电磁阀损坏。但将该阀和与其相同的阀互换后,故障现象并无变化,可确认该电磁阀正常。
经以上分析,可以排除电路部分有故障,故障部位应在液压油路或前进挡离合器。因换挡控制阀的油路在其内部,外部无法确定其是否有故障。同时因变速器解体较复杂,为进一步确定故障部位,根据电磁阀的组合和各挡位的传动路线,将S6和S7同时通电做试验,这时台车处于前进Ⅲ挡位置,由此可以初步判断前进挡的离合器正常。原因是:S6和S7电磁阀接通后,两个油路同时接通,原正常的倒退挡压力油以较低的前进挡压力进入前进挡离合器,但因其压力低于倒退挡的压力,从而不能接合倒挡离合器,只是接合了前进挡离合器,所以此时台车能前进。
接合电磁阀S7后,测得换挡压力为1.6 MPa,在正常压力范围内,可确认变速泵和溢流阀正常。
通过以上的测定,可以确认换挡控制阀已损坏。
2.故障原因分析
据了解,换挡控制阀内部油道并无密封件密封,完全靠阀芯和阀体的加工精度来保证其密封性。由于该台车工作条件恶劣,灰尘较多,加之经常爆油管,在加工和安装油管时又未注意到灰尘和杂质的进入,或油管接头处螺栓未拧紧,使灰尘和杂质进入液压系统,导致液压油被污染,增加了阀芯和阀体之间的磨损,使换挡控制阀内部油道窜通,少量颗粒较大的杂质、灰尘堵塞油道,从而导致无挡位故障的发生。
3.故障处理
因换挡控制阀国内暂无现货,从德国进口需较长时间,工地又急着使用;还因多臂凿岩台车主要在工作面施工,很少行驶,故进行如下改装作应急使用。
(1)电路改装。为防止发动机启动时变速器在挡位中,通过一只三挡开关引入24V直流电,将S6和S4、S5电磁阀直接接通,这种台车只有一个挡位,该挡位是行驶速度最慢、扭矩最大的Ⅰ挡,另一挡位为启动电路挡。
(2)油路改装。首先加工一根3 m左右的高压油管,一端接在换挡控制阀倒挡离合器的高压油出口处,另一端接一只三通阀,在三通阀剩下的两个分支中各接一只开关;加工两根高压油管,两根油管的一端分别接在开关处,另一端分别接入变速器前进或倒退离合器,当需前进时打开与变速器前进离合器相连的开关,关闭另一开关,实现前进挡,反之则为倒退挡。
据统计,液压系统绝大部分(约70%)的故障是由于液压油污染所造成,所以要保证液压油的清洁,要注意以下几点:使用专用工器具加注液压油;及时检查油管接头,发现泄漏要及时处理,加工的油管在安装前要用压缩空气吹干净管内残存的杂质或灰尘,必要时用干净的液压油清洗,以减少液压系统故障的出现。
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