韋國付

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，柳州 545025）

ZL50CN裝載機(jī)動(dòng)臂無浮動(dòng)故障診斷及改進(jìn)

韋國付

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，柳州 545025）

本文從裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)原理入手，并從設(shè)計(jì)端到制造端逐一對(duì)動(dòng)臂無浮動(dòng)故障問題進(jìn)行診斷分析及改進(jìn)。

裝載機(jī) 動(dòng)臂 浮動(dòng) 故障 診斷 改進(jìn)

ZL50CN裝載機(jī)工作液壓系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。用來控制工作液壓系統(tǒng)的控制元件操縱系統(tǒng)是推拉軟軸操縱系統(tǒng)，通過分配閥來控制動(dòng)臂上升、保持中位、下降、及浮動(dòng)。其中，動(dòng)臂浮動(dòng)功能主要是利用整個(gè)工作裝置自身重量，在不施加額外作用力下使動(dòng)臂下降[1]。

1 裝載機(jī)工作液壓工作原理

裝載機(jī)工作液壓系統(tǒng)是用來控制裝載機(jī)工作裝置中動(dòng)臂、轉(zhuǎn)斗以及其他附加工作裝置動(dòng)作。目前，裝載機(jī)工作液壓系統(tǒng)主要分為軟軸操縱工作液壓系統(tǒng)和先導(dǎo)型操縱工作液壓系統(tǒng)。

本文介紹的是以ZL50CN為例的軟軸操縱工作液壓系統(tǒng)——?jiǎng)颖鄹?dòng)動(dòng)作原理。軟軸操縱工作液壓系統(tǒng)通過操縱桿推拉軟軸來控制分配閥的閥桿，從而改變分配閥內(nèi)主油路油液的流動(dòng)方向，進(jìn)而控制轉(zhuǎn)斗油缸和動(dòng)臂油缸的運(yùn)動(dòng)方向和動(dòng)臂、轉(zhuǎn)斗的動(dòng)作。

動(dòng)臂閥桿繼續(xù)前推到頭，從油泵來的油經(jīng)閥桿中立卸荷槽通到回油道流回液壓油箱。而油缸小腔的油通過油道C閥桿上的閥孔進(jìn)入閥桿中心孔，從閥孔流回回油道。經(jīng)管路回到分配閥動(dòng)臂油缸大腔油道D，經(jīng)右側(cè)閥桿中心孔流道與回油道相通，系統(tǒng)內(nèi)形成無壓力空循環(huán)，油缸受到工作裝置重量和地面作用力的作用快速下降。

2 動(dòng)臂無浮動(dòng)或浮動(dòng)緩慢故障診斷分析改進(jìn)

2.1 故障描述

ZL50CN動(dòng)臂在中位正常、提升時(shí)間正常、下降時(shí)間正常。當(dāng)操縱手柄推至浮動(dòng)位的時(shí)候，動(dòng)臂下降緩慢，甚至與在手柄下降位時(shí)下降速度一樣。而浮動(dòng)功能是動(dòng)臂操縱手柄在浮動(dòng)位時(shí)動(dòng)臂下降比在下降位下降速度明顯快。下面纖細(xì)探究總是出現(xiàn)動(dòng)臂無浮動(dòng)功能的原因。

2.2 從設(shè)計(jì)源頭查找分析原因

2.2.1 查找工作液壓系統(tǒng)控制元件

這也是核心部件——分配閥圖紙的技術(shù)要求。根據(jù)圖紙可知，如圖1所示，浮動(dòng)位時(shí)分配閥桿至中位是32mm。首先判斷裝配好的操縱系統(tǒng)是否達(dá)到了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的技術(shù)要求，即動(dòng)臂浮動(dòng)位時(shí)距中位距離是否達(dá)到技術(shù)要求32mm。

故障排除第一步：（1）以分配閥端面為基準(zhǔn)面，將操縱手柄拉到至中位，測(cè)量閥桿端面至分配閥端面距離L中位=41mm；（2）操縱手柄推至浮動(dòng)位，測(cè)量閥桿端面至分配閥端面距離L浮動(dòng)為16mm，則浮動(dòng)位時(shí)，分配閥閥桿至中位距離為△=41-16=25mm＜32mm。

圖1 分配閥圖紙

通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，操縱手柄處于浮動(dòng)位時(shí)，閥桿沒有達(dá)到浮動(dòng)位，如圖2所示，所以導(dǎo)致動(dòng)臂無浮動(dòng)。

圖2 縱手柄處于浮動(dòng)位時(shí)的結(jié)果示意圖

2.2.2 進(jìn)一步分析閥桿沒達(dá)到浮動(dòng)位原因

（1）拆下閥桿與軟軸連接叉銷，查看分配閥閥桿自身有沒有達(dá)到浮動(dòng)位。拆下軟軸連接叉銷后，將閥桿向前推，再次測(cè)量閥桿至分配閥端面距離L浮動(dòng)9mm，此時(shí)分配閥閥桿至中位距離△=41-9=32mm，剛好符合圖紙技術(shù)要求。

（2）根據(jù)拆檢情況和測(cè)量結(jié)果，排除分配閥閥桿自身沒有問題，問題出現(xiàn)在操縱軟軸系統(tǒng)上，才導(dǎo)致閥桿沒有達(dá)到浮動(dòng)位。

2.2.3 分析操縱軟軸系統(tǒng)導(dǎo)致動(dòng)臂無浮動(dòng)原因

（1）為使分配閥閥桿達(dá)到浮動(dòng)位，松開分配閥端軟軸固定并帽，將軟軸向前推，直至分配閥閥桿推至浮動(dòng)位。上車推動(dòng)操縱軟軸至各檔位，看動(dòng)臂是否有提升、下降、浮動(dòng)位。經(jīng)調(diào)整分配閥端軟軸并帽后，雖有動(dòng)臂浮動(dòng)功能，但是操縱手柄與操縱面板上功能指示牌不對(duì)齊。分配閥閥桿在中位時(shí)，操縱軟軸指示在“動(dòng)臂提升位”。

（2）確認(rèn)裝配工藝。操縱手柄推到最前端時(shí)，發(fā)現(xiàn)操縱手柄干涉蓋板前端。為進(jìn)一步驗(yàn)證操縱手柄干涉蓋板前端，導(dǎo)致動(dòng)臂無浮動(dòng)的原因。對(duì)設(shè)計(jì)操縱軟軸系進(jìn)行三維放樣分析，操縱手柄從中位推至蓋板前端時(shí)，軟軸行程需大于32mm，才能滿足分配閥閥桿從中位到浮動(dòng)位推動(dòng)距離為32mm。

分析知：操縱手柄從中位推至蓋板前端，剛好與蓋板干涉，軟軸行程為29.9mm＜32mm，無法滿足分配閥閥桿從中位到浮動(dòng)位的距離。這是導(dǎo)致動(dòng)臂無浮動(dòng)的真正原因。

2.3 改進(jìn)方案

根據(jù)三維放樣，對(duì)方案進(jìn)行分析，增加操縱手柄與軟軸連接端至旋轉(zhuǎn)中心長(zhǎng)度+縮短蓋板與操縱手柄旋轉(zhuǎn)中心的距離的方案，具體改進(jìn)措施如表1所示。

表1 具體改進(jìn)措施示意

經(jīng)改進(jìn)，操縱手柄從中位推至蓋板前端時(shí)，剛好與蓋板干涉時(shí)，軟軸行程為35.4mm＞32mm，滿足分配閥閥桿從中位到浮動(dòng)位的距離。

裝配后，將操縱手柄推至浮動(dòng)位，操縱手柄不再與面板干涉。測(cè)量分配閥閥桿端面至分配閥端面距離剛好為9mm，滿足分配閥桿中位到浮動(dòng)位行程（41-9=32mm），問題得以解決。

3 結(jié)論

文章對(duì)ZL50CN動(dòng)臂無浮動(dòng)的故障從設(shè)計(jì)、裝配工藝進(jìn)行診斷，提出此類故障診斷及解決思路：從設(shè)計(jì)根源出發(fā)，了解其原理，查找影響故障的特性，核查這些特性之間是否有相互關(guān)系，特性是否合理，然后通過現(xiàn)場(chǎng)裝配工藝的核查驗(yàn)證，排除各零部件的質(zhì)量問題找到故障的最終根源。

[1]周廷美,藍(lán)悅明.機(jī)械零件與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)建模及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

Non Floating Fault Diagnosis and Improvement of ZL50CN Loader Arm

WEI Guofu
(Dongfeng Liuzhou Automobile Co., Ltd., Liuzhou 545025)

In this paper, starting from the hydraulic system of loader working device, and from the design end to the manufacturing end one by one to carry out the diagnosis analysis and improvement of the movable arm without floating fault.

loader, boom, floating, fault, diagnosis, improvement