拌車液壓系統(tǒng)綜述及故障測試與排除

1、課題描述 10m3混凝土攪拌車如圖1 所示，其是建筑行業(yè)常用的運送商業(yè)混凝土專用設備，利用水泥泵車輸送到建筑框架內(nèi)。該設備造價昂貴，由于保養(yǎng)不到位、維修保養(yǎng)人員的素質(zhì)等問題，造成維修成本高，必須由專業(yè)的維修人員來完成。通過本課題的研究，所取得的成果，可作為10m3混凝土攪拌車的維修管理保養(yǎng)的重要資料。圖 1 10m3混凝土攪拌車外觀圖一、10m3混凝土攪拌車液壓系統(tǒng)的工作原理10m3混凝土攪拌車液壓系統(tǒng)的工作原理如圖2所示，主要由雙向變量柱塞泵組件、液壓馬達組件和油箱組件三部分組成。 變量柱塞泵組件由柱塞泵1、補油泵2、伺服閥3和補油溢流閥4單向閥5、6組成。補油泵2、補油溢流閥4、單向閥5和

2、6構(gòu)成補油回路；變量柱塞泵和伺服閥3構(gòu)成一個變量控制回路。 定量馬達組件由定量馬達11，高壓溢流閥7、8，梭閥9和溢流閥10組成。其組成的回路有高壓溢流閥7、8組成安全保護回路；梭閥9和溢流閥10構(gòu)成低壓側(cè)的油液冷卻回路。 油箱組件由過濾器、散熱器、加油過濾器、油箱和液位計等組成。 液壓泵組件和液壓馬達組件構(gòu)成閉式回路。圖 3 液壓系統(tǒng)原理1 液壓泵 2 補油泵 3手動伺服閥 4低壓溢流閥 5、6補油單向閥7、8高壓安全閥 9 梭閥 10 溢流閥 11 液壓馬達1、液壓系統(tǒng)的油路分析圖3 液壓操作裝置示意圖1 油門揺柄 2 油泵伺服搖柄 3 油門拉桿 4 油泵拉桿 5 油門、油泵控制手柄（1）

3、油門、油泵控制手柄5在B位油路分析（攪拌罐停轉(zhuǎn)）當汽車發(fā)動機起動后，連接取力器，使液壓系統(tǒng)的雙向變量柱塞泵1運轉(zhuǎn)，此時油門、油泵控制手柄處在B位置，手動伺服閥3的閥芯處在中位，使雙向變量柱塞泵1的控制斜盤傾度的液壓缸的兩腔的液壓油都經(jīng)手動伺服閥3的中位流回油箱使雙向變量柱塞泵1的斜盤的傾斜角為零，該泵的排量為零即為輸出的液壓油流量為零，補油泵2與雙向變量柱塞泵1同軸，該泵向閉式液壓系統(tǒng)供油，供油的路線如下：補油泵2經(jīng)過濾器和吸油管道流經(jīng)泵2，泵打出的液壓油液經(jīng)單向閥5、6向閉式液壓系統(tǒng)的兩側(cè)供油，供油壓力由溢流閥4調(diào)定，溢流閥4的壓力要大于溢流閥10的壓力，從而保證閉式液壓系統(tǒng)的兩側(cè)都充滿油，

4、為閉式液壓系統(tǒng)工作提供必要的條件。（2）油門、油泵控制手柄5在A的位置油路分析（攪拌罐正傳旋轉(zhuǎn)）按圖3所示，油門油泵控制手柄5扳到A攪拌位置，通過油泵拉桿、油泵伺服搖柄使圖2手動伺服閥3閥芯向左移動，此時，雙向變量柱塞泵1上油口出油，經(jīng)高壓軟管到液壓馬達11上油口，該馬達下油口的液壓油經(jīng)高壓軟管流到高壓柱塞泵的下油口，從而實現(xiàn)攪拌筒正轉(zhuǎn)進料攪拌；通過油門、油泵控制手柄5的所扳角度大小，調(diào)節(jié)手動伺服閥3閥芯位置來改變雙向變量柱塞泵1的流量，從而改變馬達的輸出速度。當液壓系統(tǒng)過載時，高壓安全閥7打開卸荷，部分液壓油回到閉式液壓回路的低壓側(cè)，此時高壓安全閥8不起作用。閉式回路的高壓側(cè)的高壓油推動梭閥

5、9使閉式回路的低壓側(cè)高溫液壓油通過溢流閥10、液壓馬達、高壓柱塞泵的殼體回油管流回油箱進行冷卻。（3）油門、油泵控制手柄5在C位（攪拌罐反轉(zhuǎn)卸料）按圖3所示，油門油泵控制手柄5扳到A攪拌位置，通過油泵拉桿、油泵伺服搖柄使圖2手動伺服閥3閥芯向左移動，此時，雙向變量柱塞泵1上油口出油，經(jīng)高壓軟管到液壓馬達11上油口，該馬達下油口的液壓油經(jīng)高壓軟管流到高壓柱塞泵的下油口，從而實現(xiàn)攪拌筒正轉(zhuǎn)進料攪拌；通過油門、油泵控制手柄5的所扳角度大小，調(diào)節(jié)手動伺服閥3閥芯位置來改變雙向變量柱塞泵1的流量，從而改變馬達的輸出速度。當液壓系統(tǒng)過載時，高壓安全閥7打開卸荷，部分液壓油回到閉式液壓回路的低壓側(cè)，此時高壓

6、安全閥8不起作用。閉式回路的高壓側(cè)的高壓油推動梭閥9使閉式回路的低壓側(cè)高溫液壓油通過溢流閥10、液壓馬達、高壓柱塞泵的殼體回油管流回油箱進行冷卻。2、 液壓系統(tǒng)主要液壓元件明細表表1 10m3混凝土攪拌車主要液壓元件表序號名稱型號規(guī)格數(shù)量廠家備注1薩澳雙向變量柱塞泵PV23（右旋）1美國薩澳-丹佛斯公司2薩澳定量液壓馬達MF231美國薩澳-丹佛斯公司3油 箱55.35L1 薩澳雙向變量柱塞泵實際照片圖參見圖4 ；薩澳定量液壓馬達實物照片參見圖5；油箱參見圖6 油泵伺服搖柄 伺服閥 圖4 薩澳雙向變量柱塞泵實物照片 圖5 薩澳定量液壓馬達實物照片 圖6 油箱 圖7 液壓系統(tǒng)以及測試管路連接圖二、

7、液壓系統(tǒng)壓力測試1、 在線測試液壓系統(tǒng)表3 在線測試各壓力表的技術(shù)數(shù)據(jù)壓力表以及連接口說明A測補油力表壓06 MPa泵接口螺紋7/16-20UNF+O型密封圈B測系統(tǒng)壓力表060 MPa馬達接口螺紋7/16-20UNF+O型密封圈C真空度表03 MPa真空壓力表0.0060.01MPaD測殼體壓力表01 MPa馬達接口螺紋7/16-20UNF+O型密封圈注：1、采用耐震動的壓力表2、可在各測試點配置端直通以及成套的采用測壓接頭以及測壓軟管和表頭3、測真空度時需要在吸油管中另接三通接頭。如圖7所示，用開口扳手卸去柱塞泵的補油壓力側(cè)口的螺堵，在該處安裝一個帶軟管的壓力表A，螺紋尺寸為英制7/16-

8、20UNF+O型密封圈，以測量補油泵的壓力值，其值為1.61.73 MPa；卸下馬達的系統(tǒng)壓力測口的螺堵，在該處安裝壓力表B，螺紋尺寸為英制7/16-20UNF+O型密封圈，測試閉式回路系統(tǒng)的工作壓力，在最高轉(zhuǎn)速下連續(xù)工作的壓力為21 MPa，最高工作壓力為34.5 MPa；補油泵入口處安裝真空表C以測取真空度，在一般情況下，補油泵吸入口處的最大真空度不超過-0.003 MPa。再冷啟動時，真空度超過-0.003 MPa是允許的。新的過濾器在一般情況下使用，真空度在-0.001-0.002 MPa。當真空度超過-0.005 MPa時應更換濾芯；壓力表D與馬達的殼體上的泄油口相連，殼體最大壓力為

9、0.28 MPa；馬達上的補油溢流閥設定值高于殼體壓力1.381.52 MPa，但要低于泵上補油溢流閥的壓力值,從而保證閉式液壓系統(tǒng)的高溫液壓油能夠回到油箱中冷卻。2、離線簡單液壓元件性能測試測試工具：柴油、盆、棉布、待測泵、27開口扳手、1升礦泉水瓶2個。（1）補油泵的檢測測試：將補油泵的吸油口朝上，將柴油注滿補油泵進油口，觀察1分鐘并作記錄，倒掉柴油，用棉布將泵擦拭干凈。此數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)對比，來判斷補油泵的性能好壞。（2）補油泵溢流閥的檢測其測試方法：用開口扳手將該閥冒拆下，拆下閥芯觀察閥芯與閥作的密封帶是否閉合或出現(xiàn)不同程度的磨損，來判斷其是否有問題。（3）馬達的檢測測試方法：馬達的進出

10、油口的其中一個，口向上，將柴油的用礦泉水瓶的加滿其中。觀察1分鐘油面下降量，并記錄。其值與標準的值對比，來判斷馬達的性能的好壞。（4）雙向變量柱塞泵檢測雙向變量柱塞泵的進出油口的其中一個，口向上，將柴油的用礦泉水瓶的加滿其中。觀察1分鐘油面下降量，并記錄。其值與標準的值對比，來判斷雙向變量柱塞泵的性能的好壞。三、液壓油的選擇與液壓系統(tǒng)的清洗1、液壓油的選擇液壓油的選擇液壓油的選擇依據(jù)液壓系統(tǒng)的額定工作壓力選擇液壓油的種類，依據(jù)工作環(huán)境選擇液壓油的牌號。由于該系統(tǒng)的工作壓力是21MPa,工作環(huán)境是野外作業(yè)環(huán)境溫度變化很大，所以該系統(tǒng)夏季選擇68#抗磨液壓油，冬季使用46#抗磨液壓油，嚴寒地區(qū)使用

11、32#低溫抗磨液壓油。本液壓系統(tǒng)建議采用46#或68#長城抗磨液壓油，清潔度滿足ISO4406 18/13即NAS1638 9級或更高。往油箱加油時一定要使用10過濾精度的濾油機加油，絕對禁止使用廢油。2、液壓油更換當液壓系統(tǒng)第一次使用開始到100小時后，應該更換液壓油，第二次使用開始到500小時后，更換液壓油，此后應該每使用1000小時后就更換液壓油，如油箱為通氣孔油箱，應該500小時間隔更換液壓油。更換液壓油的最多時間不得超過1年；如果液壓油混入水，形成乳化狀或因溫度過高，油液顏色變黑并有異味，雜質(zhì)超過一定限度時，都要更換液壓油。更換或補充的液壓油必須是同牌號的，并且需經(jīng)過過濾精度10的濾

12、油車（濾油車參見圖8）過濾，液壓油更換的同時也應該更換進、回油過濾器。 濾油車圖83、 液壓系統(tǒng)的清洗（1）油箱的清洗方法本液壓設備采用的是封閉的油箱以減少污染的進入并在油箱設置一個排油口。當油液受污染時，因更換液壓油并對油箱進行徹底清洗，其方法為：打開油箱的排油口將閉式回路中的廢油排凈，如圖6所示。將油箱的出油口和回油口的管接頭拆下，分別與高精度過濾車連接，高精度過濾車外觀圖參見圖8。如果油箱污染嚴重則需更換新的油箱，油箱清洗后要同時更換吸、回油和加油口的過濾芯。（2）液壓系統(tǒng)的清洗方法當液壓油受到污染時就要更換新的液壓油，同時也要清洗整個液壓系統(tǒng)，防止有廢油存在管路中污染新的油液。其清洗的

13、方法是：打開雙向變量柱塞泵和定量馬達的上端的泄油口，向殼體內(nèi)注入灌滿經(jīng)過10高精度的濾油車過濾的液壓油。將補油泵的吸油管路與另外一個干凈油箱的出油口相連，并將同牌號的液壓油過濾后注入此油箱，在確保油泵控制手柄在B（中）位的情況下，啟動發(fā)動機，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到正常操作速度,使補油泵正常運動，慢慢拉動雙向變量泵油門、油泵控制手柄，使定量馬達慢慢的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，讓系統(tǒng)中充滿新的液壓油對閉式回路進行沖洗。清洗完后，將系統(tǒng)中的液壓油排凈，把補油泵與清洗后的油箱連接，再次往雙向變量柱塞泵和定量馬達的殼體注油，啟動發(fā)動機試車達到使用要求后，停止發(fā)動機，安裝好雙向變量柱塞泵和定量馬達泄油堵頭，檢查液壓油箱油位，

14、完成調(diào)試，系統(tǒng)可再次投入使用。（3）液壓系統(tǒng)清洗時注意的事項一般液壓系統(tǒng)清洗時，多采用工作用的液壓油或試車油。不能用煤油、汽油、酒精、蒸氣或其它液體，防止液壓元件、管路、油箱和密封件等受腐蝕；清洗過程中，液壓泵運轉(zhuǎn)和清洗介質(zhì)加熱同時進行。清洗油液的溫度為（50-65）時，系統(tǒng)內(nèi)的橡膠渣是容易除掉的；清洗過程中，可用非金屬錘、棒敲擊油管，可連續(xù)地敲擊，也可不連續(xù)地敲擊，以利于清除管路內(nèi)的附著物；液壓泵采用間歇運轉(zhuǎn)方式，有利于提高清洗效果，間歇時間一般為（10-30）min;在清洗系統(tǒng)回路上，應加裝過濾器或濾網(wǎng)。剛開始清洗時，因雜質(zhì)較多，可采用80目濾網(wǎng)，清洗后期改用150目以上的濾網(wǎng)；清洗時間一

15、般為（48-60）小時，要根據(jù)系統(tǒng)的復雜程度、過濾精度要求和污染程度等因素決定；為了防止外界潮氣引起銹蝕，清洗結(jié)束時，液壓泵還要連續(xù)運轉(zhuǎn)，直到溫度恢復正常為止。清洗后要將回路內(nèi)的清洗油排除干凈。 四、常見故障的產(chǎn)生及排除方法故障是設備在壽命周期過程中必然要發(fā)生的現(xiàn)象，它使設備暫時或永久的喪失其功能。液壓系統(tǒng)的故障往往是系統(tǒng)中某個元件產(chǎn)生故障所造成的，因此，需要找出發(fā)生故障的元件，就能排除液壓故障。1、常見液壓故障的產(chǎn)生及排除方法（1）攪拌罐只能正轉(zhuǎn)不能反轉(zhuǎn) 如圖3當扳動油門、油泵控制手柄5時，攪拌罐只能正轉(zhuǎn)進料攪拌，沒有反轉(zhuǎn)卸料。原因：當扳動圖3中油門、油泵控制手柄到卸料位置C時，油泵拉桿4拉

16、動油泵伺服搖柄2向右移動，此時連接圖3油泵伺服搖柄2和圖2手動伺服閥3的銷釘因折斷不能使手動伺服閥3的閥芯向右移動，導致雙向變量柱塞泵1的控制斜盤的伺服缸不動作，使得雙向變量柱塞泵不排除油液，馬達只能正轉(zhuǎn)不能反轉(zhuǎn)，因此攪拌罐只能進料攪拌不能反轉(zhuǎn)卸料。排除方法：拆開閉式回路中的薩澳雙向變量柱塞泵，更換薩澳雙向變量柱塞泵伺服手動伺服閥3（參見圖4）的銷釘。（2）正、反轉(zhuǎn)都不能旋轉(zhuǎn)原因分析：利用圖2分析可知，在油泵伺服搖柄2處在中位時，雙向變量柱塞泵的排除的流量為零，閉式液壓系統(tǒng)不工作，此時補油泵向閉式回路的兩側(cè)供油，系統(tǒng)的壓力由補油溢流閥4調(diào)定，造成此壓力低的途徑有：補油溢流閥損壞；補油泵內(nèi)泄；雙

17、向變量柱塞泵內(nèi)泄；定量馬達內(nèi)泄；伺服閥主進油口由于密封圈損壞而泄漏等。排除方法：1)連接好測量補油壓力的油管和壓力表，起動液壓系統(tǒng)，圖3雙向變量柱塞泵伺服搖柄2處于中位調(diào)整并觀察補油壓力是否發(fā)生變化,若補油壓力提高，就說明補油溢流閥的調(diào)定壓力低，調(diào)好即可。2)拆下補油泵，對其用“離線簡單液壓元件性能測試中補油泵的測試方法”進行測試其質(zhì)量。3)雙向變量柱塞泵和馬達的測試參見“離線簡單液壓元件性能測試”相應的部分進行測試。2、常見的其它故障排除其它故障參見表4表4 故障排除總表常見故障原因解決措施罐體攪拌筒無法達到最高轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速過低選擇合適的發(fā)動機轉(zhuǎn)速補油壓力設定不正確停機，在液壓油的補油壓力

18、口安裝壓力表，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1500RPM，吸油管油溫為50±3的條件下檢測如果壓力過低順時針調(diào)整溢流閥，壓力高，逆時針調(diào)整溢流閥。吸油過濾器堵塞，造成稀有不足。檢查吸油壓力，如果過高則更換過濾器。系統(tǒng)油溫過高油冷器太臟，影響冷卻效果。清潔油冷器冷卻風扇溫控開關、電機失效。更換溫控開關、電機。負載增加時，罐體轉(zhuǎn)速下降如果負載增加時，補油壓力下降，罐體轉(zhuǎn)速將下降。更換液壓泵和液壓馬達流量太小管路堵塞，濾芯失效清洗管路或更換濾芯漏油機件或管路磨損修復或更換機件接頭松動擰緊接頭五、 液壓設備的管理設備管理的好壞關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、成本，關系到安全生產(chǎn)，關系到企業(yè)生產(chǎn)資金的合理利用。設備的維護

19、是設備管理中的一個重要環(huán)節(jié)，對液壓設備進行定期保養(yǎng)、預防性維護，進行有計劃的檢修，可以使液壓設備經(jīng)常處于良好的性能狀態(tài)，并發(fā)揮應有效能。1、對液壓系統(tǒng)中液壓油的保養(yǎng)液壓系統(tǒng)的故障有70%是有液壓油的污染造成的。液壓油受到污染就會影響攪拌車的正常工作，并影響液壓件（泵、馬達）的使用壽命，嚴重時會損壞泵和馬達。所以要定期檢測液壓油的品質(zhì)，檢查液壓油是否受到空氣污染、磨料污染、氧化變質(zhì)、進水變質(zhì)的影響，如有就要對液壓油進行更換，對零件進行清洗。防止液壓油變質(zhì)要經(jīng)常定期檢測：液壓系統(tǒng)油液的污染度，密封裝置的的磨損或損壞，管路接頭連接處是否有松動或漏油，系統(tǒng)的工作溫度、壓力，還要注意液壓油物理性能的變化，保持液壓油的物理性能的穩(wěn)定性。這樣可延長液壓系統(tǒng)的壽命和防止故障發(fā)生。2、液壓維修的管理液壓設備維修，必須遵循5S管理制度，只有這樣，才能保