混凝土泵车臂架系统故障诊断实例.pdf

年 月 第 卷 第 期 机床与液压 ： 收稿日期： 作者简介： 陈建华， 男， 硕士， 副教授， 研究方向为工程机械液压技术。 ： 。 混凝土泵车臂架系统故障诊断实例 陈建华， 雷强 （ 湖北交通职业技术学院机电工程系， 湖北武汉 ； 江苏三一工程设备有限公司， 江苏南京 ） 摘要： 在混凝土泵车的施工过程中， 臂架系统会出现动作缓慢和臂架油缸掉臂等故障， 这些故障会影响工程的施工进 度和施工安全。 结合泵车臂架系统的结构特点， 从泵车的电气和液压系统进行分析， 诊断出故障产生的原因， 并提出了故 障解决方法。 熟悉泵车臂架系统的结构和工作原理有利于迅速排除臂架系统的相关故障。 关键词： 混凝土泵车； 臂架系统； 故障诊断 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： （） 臂架系统是混凝土泵车的重要组成部分， 泵车依 靠臂架油缸的伸缩完成臂架的展开和收拢， 将混凝土 输送到指定的施工位置进行布料。 但由于装配和使用 等方面的原因， 在泵车臂架系统施工过程中， 臂架系 统会出现动作缓慢和臂架掉臂等故障， 这些故障会影 响工程的施工进度和施工安全。 为了准确快速地排除 这些故障， 需要技术服务人员熟练掌握泵车的结构特 点， 熟悉泵车的电气系统、 液压系统的工作原理， 遵 循合理的诊断思路， 逐步排查故障。 泵车臂架结构 混凝土泵车臂架系统是由多节臂架、 连杆、 油 缸、 输送管和连接件绞接而成的可折叠和展开的平面 四连杆机构， 如图 所示。 图 混凝土泵车臂架结构简图 臂架液压系统主要由油源回路、 臂架变幅回路、 臂架回转回路和支腿油路系统组成， 包括臂架泵、 多 路阀组、 液压油缸、 平衡阀等。 臂架电气系统包括电 控柜、 遥控器、 接收器、 电磁阀等电气元件。 各系 统部件相互配合， 协调动作， 完成臂架系统的展开和 收拢， 将混凝土输送到指定的施工位置进行布料。 臂 架的液压和电气系统是泵车故障出现较多的部件， 下 面以臂架动作缓慢和臂架油缸掉臂为例分析泵车故障 的诊断思路和排除方法。 臂架动作缓慢 故障现象 一台 小排量混凝土泵车在施工过程中出现 臂架系统压力异常、 动作缓慢并伴有油温升高的现 象， 严重影响工程进度。 臂架系统工作过程 当遥控器进入工作状态后， 操纵员扳动遥控器摇 杆， 接收器收到指令信号， 柴油机自动升速至设定转 速。 遥控器发出信号给接收器控制多路阀组， 使旁通 阀得电且对应多路阀中单片电磁阀得电， 臂架泵高压 油经过多路阀到达臂架平衡阀， 进入臂架油缸， 活塞 杆的伸缩带动连杆动作， 从而使臂架展开或收拢到达 指定位置。 臂架系统的动作也可以在近控操作状态下 通过操作手柄实现。 故障原因分析 根据臂架系统的结构和工作原理， 结合故障现象 分析， 臂架系统动作缓慢与臂架泵工作状况、 主溢流 阀压力调定值、 臂架多路阀组是否正常工作有关； 与 臂架油缸是否泄漏以及液压油品质等有关； 同时还与 遥控器或接收器电信号输出与接收是否正常、 多路阀 电磁阀组是否得电有关。 因此臂架系统的动作缓慢应 该针对上述元件按照合理的步骤进行检查。 故障诊断 在进行故障诊断之前， 首先试机确认故障现象。 打开遥控发射系统钥匙开关， 检查信号灯颜色为绿 色， 按下起动按钮， 系统进入遥控状态， 操作摇杆观 察臂架动作， 确认泵车臂架存在动作缓慢的故障， 然 后进行电气和液压系统的检测。 （） 检查操控信号。 切换操作近 遥控转换开 关， 将臂架控制由遥控状态切换到近控状态， 在柴油 机升速情况下， 拨动多路阀近控操纵手柄， 观察臂架 动作是否正常。 经检查近 遥控状态故障现象相同， 确认遥控器及近控开关之间无故障。 （） 检查臂架多路阀组。 臂架多路阀为负载敏 感比例多路阀， 如图 所示。 先检查旁通阀得电状 况。 经检查， 旁通阀线圈电阻值正常， 得电正常。 检查多路阀各片阀芯比例电磁铁得电状况。 经检查， 比例电磁铁得电正常， 但阀芯移动有卡滞现象。 手动 操作多路阀手柄， 动作较灵活， 有轻微卡滞感觉。 检查多路阀中溢流阀。 溢流阀调定值为 ， 调 定值正常。 检查三通流量阀， 发现流量阀阻尼孔有 堵塞现象。 图 臂架多路阀 （） 检查臂架泵。 启动臂架泵， 观察臂架泵出 油管道振动情况， 经观察泵出油管有较大振动现象， 推测可能存在滤芯堵塞。 对于臂架泵进油管道设置有 球阀的泵车， 需要将球阀打开至全开位置， 球阀的开度 影响着进入臂架泵流量的大小， 这个也可能是故障点。 排查方法 通过以上检查推断， 臂架动作缓慢的故障可能是 由于液压油污染导致多路阀阀芯供油不畅造成的。 拆 下多路阀， 拆开比例电磁铁， 清洗阀块内的比例减压 阀以及三通阀等， 如图 、 图 所示， 清洗后重新装 配试机， 臂架动作恢复正常， 油温正常。 但泵车工作 几天后， 相同的故障再次出现， 经检查发现液压油脏 污比较严重， 并有轻微乳化现象， 于是更换液压油和 滤芯， 选用美孚或壳牌 号液压油， 并清洗油泵、 多路阀、 液压缸等液压元件， 在多路阀各操纵手柄位 置上怠速运行调试液压系统， 使泵车完全正常工作。 图 比例减压阀 图 三通流量阀阀芯 通过以上故障的排除， 作者了解到比例电磁减压 阀等阀类零件对液压油品质要求高， 应注意做好日常 检查和维护保养工作， 防止油液污染、 乳化等现象 产生。 臂架掉臂 故障现象 某泵车在施工过程中， 号臂架疑似出现掉臂现 象， 根据出厂调试的技术标准， 在负重的条件下， 臂 架 内自行滑移不得超过 。 如果滑移超过标 准值， 就称之为掉臂现象， 掉臂会给泵车施工造成很 大的安全隐患， 必须尽快处理。 臂架平衡阀锁止原理 臂架平衡锁止的工作原理如图 所示： 臂架油缸 进出油口前安装有平衡阀， 以液压缸有杆腔进油为 例， 高压油经过多路阀到达有杆腔平衡阀后进入有杆 腔， 同时该平衡阀会产生压力油通过管道打开液压缸 无杆腔平衡阀， 无杆腔油液通过平衡阀流回油箱， 形 成回路。 当有杆腔无高压油时， 无杆腔平衡阀不能打 开， 液压 缸 会 锁 止 不 动， 保 证 臂 架 不 出 现 向 下 滑移。 图 泵车臂架系统锁止工作原理图 机床与液压第 卷 故障原因分析 平衡锁止阀是防止臂架掉臂产生的关键元件， 也 是故障检测的必检元件。 根据平衡阀锁止原理分析， 出现掉臂的原因与平衡阀和油缸的内泄漏有关， 因此 应重点检查平衡阀和油缸的泄漏。 故障诊断 （） 确定是否存在掉臂现象。 起动泵车， 将泵 车切换到泵送挡， 展开 号臂架与 号臂架， 如图 所示， 并使 号臂架最下端离地 左右。 停机， 在 号臂架油缸活塞杆靠近活塞杆密封圈 处涂 抹少量黄油， 利用黄油标记点观察活塞杆与油缸之间 的相对位移， 观察 ， 经检查， 活塞杆滑移超过 ， 确定 号臂架存在掉臂故障。 图 臂架油缸平衡阀位置图 （） 确定故障点。 拆开 号臂架油缸有杆腔液 压锁 的进油管， 使之与液压锁脱开， 取消平衡阀的 控制油路压力。 再观察黄油标记点的相对位移， 同时 观察液压锁拆开处的接头体开口处流油情况， 如图 所示。 若接头处有油液流出， 且 号臂下落， 说明油 缸密封内泄； 若有油液流出， 但 号臂不掉则是平衡 阀内泄。 图 臂架液压锁接头处 排查方法 经检查， 液压锁拆开的接头体开口处有油液流 出， 但 号臂未下落， 判定引起臂架掉臂的原因是平 衡阀内泄。 于是支撑好臂架， 拆下 号臂架平衡阀 组， 如图 所示， 经检查， 该平衡阀为 平 衡阀， 其控制流量为 ， 调压范围为 。 拆解阀发现阀内密封圈损坏， 清洗平衡阀， 更 换密封圈， 重新调整平衡阀的压力值， 使活塞腔压力 值调整为 ， 活塞杆腔压力值调整为 ， 然后上紧锁紧螺母， 拧紧力矩为 （） 。 经再次检验， 臂架不再出现掉臂现象。 图 臂架平衡阀 图 平衡阀压力调节杆 结束语 混凝土泵车具有较复杂的结构， 部分液压元件对 油液品质要求高， 在工程机械较为恶劣的施工环境 中， 液压油容易受到污染， 致使液压元件不能正常工 作， 表现出不同的故障现象。 因此， 正确选择液压油 并注意定期检查维护液压系统， 有利于提高泵车的工 作效率。 在系统元件的装配过程中， 应按照企业或行 业标准进行规范操作， 减少故障的发生， 同时要对元 件进行日常的检查和维护。 参考文献： 易秀明，王尤毅混凝土泵车三一重工股份有限公 司，： 高明，黄罡，刘海明，等混凝土泵车泵送系统多模式液 压故障诊断方法工程机械，（）： 张作良混凝土泵车液压系统故障诊断机械工程与 自动化，（）： 张景，国宏斌，揭琳锋，等混凝土泵车臂架参数化设计 平台的研究筑路机械与施工机械化，（）： 混凝土泵车臂架系统调整三一重工股份有限公 司，： 第 期陈建华 等： 混凝土泵车臂架系统故障诊断实例