◎ 邢 萌，董良太，張 洋，王兆坤，朱 琪，王緒剛

（山東港口日照港裕廊股份有限公司，山東 日照 276826）

山東港口日照港裕廊股份有限公司主要經(jīng)營貨種有大豆、木薯干、木片、玉米及植物油等，公司現(xiàn)有散糧類貨物疏港方式主要分為汽運(yùn)疏港、火車疏港、轉(zhuǎn)水疏港、流程疏港4大類。其中，汽運(yùn)疏港作業(yè)設(shè)備以流動機(jī)械為主，流動機(jī)械主要機(jī)種有液壓抓料機(jī)、叉車、裝載機(jī)、環(huán)保抑塵設(shè)備等。液壓抓料機(jī)是場地裝車的主要作業(yè)設(shè)備，液壓系統(tǒng)是其核心系統(tǒng)之一。

在日常使用過程中，液壓抓料機(jī)一旦出現(xiàn)液壓系統(tǒng)問題，則工作裝置的動作將會受到極大的影響，如無旋轉(zhuǎn)動作、行走跑偏、某一動作時快時慢等問題[1]，此時，設(shè)備必須停機(jī)進(jìn)行檢修。液壓系統(tǒng)故障制約著生產(chǎn)作業(yè)的連續(xù)性，降低了臺時產(chǎn)量，因此，液壓抓料機(jī)液壓系統(tǒng)故障問題亟待解決。

1 液壓抓料機(jī)及其液壓系統(tǒng)工作原理簡介

液壓抓料機(jī)是一種履帶式裝卸設(shè)備，由液壓挖掘機(jī)演變而成，主要由主機(jī)和工作裝置兩大部分組成。主機(jī)包括上車總成和下車總成，工作裝置采用“直動臂、彎斗桿”結(jié)構(gòu)，可配裝五瓣梅花抓斗、貝殼式抓斗等多種用途的抓斗，其組成如圖1所示。

圖1 工作裝置結(jié)構(gòu)組成圖

液壓抓料機(jī)液壓系統(tǒng)是高壓雙泵雙回路開式液壓系統(tǒng)，主要由動力元件（主泵）、控制元件（主閥）、執(zhí)行元件（馬達(dá)、液壓油缸）、輔助元件、液壓油等構(gòu)成，見圖2，采用總功率變量、負(fù)流量控制。液壓油從油箱進(jìn)入主泵，從主泵排出的壓力油，一部分經(jīng)左主閥供左行走、回轉(zhuǎn)、斗桿油缸，實(shí)現(xiàn)左履帶的行走、上車總成的回轉(zhuǎn)、斗桿的伸縮，通過合流閥可在閥外自動實(shí)現(xiàn)動臂提升、抓斗開閉合流，以加快作業(yè)速度；一部分經(jīng)右主閥供右行走、動臂油缸、抓斗油缸，實(shí)現(xiàn)右履帶的行走、動臂的升降、抓斗的開閉，通過合流閥可在閥外自動實(shí)現(xiàn)斗桿伸縮合流，以加快作業(yè)速度。主油路系統(tǒng)的安全閥、過載閥和補(bǔ)油閥均置于各主閥上，以保護(hù)液壓回路。在動臂油缸、斗桿油缸及抓斗油缸的回路上，均設(shè)有單向節(jié)流閥，以防止動臂下降和斗桿下降時，出現(xiàn)“重力下落”現(xiàn)象以及抓斗張開時速度過猛，造成油缸碰撞現(xiàn)象[2]。

圖2 液壓系統(tǒng)主要元件圖

2 液壓系統(tǒng)故障類型及分析

通過拆檢液壓抓料機(jī)液壓系統(tǒng)，可以判斷導(dǎo)致系統(tǒng)故障主要有3方面原因，分別是液壓系統(tǒng)元件磨損、油液雜質(zhì)較多和系統(tǒng)高溫。

（1）元件磨損。由于液壓抓料機(jī)液壓系統(tǒng)無吸油過濾裝置（如圖3所示），主泵直接從液壓油箱內(nèi)吸油，油液中的雜質(zhì)會被吸入從而導(dǎo)致主泵元件磨損。主泵元件磨損產(chǎn)生的碎屑經(jīng)液壓管路進(jìn)入其他液壓元件內(nèi)，造成元件閥芯滑動不暢、卡阻和異常磨損，如圖4所示。

圖3 液壓油箱內(nèi)無吸油過濾裝置圖

圖4 液壓元件異常磨損圖

（2）油液雜質(zhì)較多。液壓抓料機(jī)液壓油箱內(nèi)壁刷有防銹漆，隨著頻繁的油溫變化，油箱內(nèi)壁焊縫處的防銹漆會逐漸脫落，如圖5所示，脫落的防銹漆與液壓油混合，是造成液壓系統(tǒng)內(nèi)雜質(zhì)較多的主要原因。

圖5 油箱焊縫處防銹漆膜脫落圖

（3）系統(tǒng)高溫。散熱器是液壓抓料機(jī)冷卻系統(tǒng)中的必不可少的關(guān)鍵零部件，其主要功能是利用流動的空氣帶走系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量[3]。但是，經(jīng)現(xiàn)場測量發(fā)現(xiàn)，液壓抓料機(jī)現(xiàn)使用的散熱器的散熱片間隙較?。? mm），使其極易被作業(yè)過程中產(chǎn)生的粉塵堵塞，從而降低散熱器的有效散熱面積，如圖6所示。散熱器散熱性能的下降致使液壓系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量不能快速散發(fā)，造成液壓元件因過熱而膨脹，破壞了原有的正常配合間隙，導(dǎo)致摩擦力增加，進(jìn)而出現(xiàn)液壓元件內(nèi)閥組卡住等問題[4]。與此同時，液壓系統(tǒng)內(nèi)部溫度會隨之上升。隨著管路內(nèi)油溫升高，油液黏度隨之下降，各零部件潤滑部位的油膜被破壞，各零件之間最大油膜厚度和位置發(fā)生變化，元件磨損加重[5]。因此，液壓系統(tǒng)高溫會使油液潤滑效果降低，造成液壓元件的精密配合面出現(xiàn)刮傷、咬合和疲勞剝落，造成液壓抓料機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無力及動作滯緩，甚至出現(xiàn)機(jī)損事故。

圖6 液壓油散熱片間隙堵滿粉塵圖

3 改造方案與實(shí)施

根據(jù)液壓系統(tǒng)故障類型分析，制訂相應(yīng)改造方案。

（1）液壓抓料機(jī)出廠設(shè)計(jì)時，在液壓油箱吸油口上方加裝了一套液壓油加熱裝置，主要用于在氣溫較低時給液壓油加熱升溫，保障液壓系統(tǒng)在寒冷的地方正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備所在地最低氣溫為-10 ℃左右，使用的液壓油規(guī)格型號是ISO VG46，適用環(huán)境溫度為-30 ℃以上，無需使用液壓油加熱裝置。拆除液壓油加熱裝置，設(shè)計(jì)一套吸油過濾器[6]，吸油過濾器主要由底座、濾芯、絲杠，漲緊彈簧裝置、壓板構(gòu)成，如圖7所示。

圖7 吸油過濾器圖

先將底座安裝在主泵吸油口（液壓油箱出油口）處，底座與主泵吸油口接觸面有一套O型圈，使其接觸面緊密結(jié)合，也防止油液不通過濾芯過濾直接進(jìn)入到主泵內(nèi)，再將濾芯安裝至底座上方，調(diào)整絲杠至漲緊彈簧裝置略高于液壓油箱頂部加油口，使用壓板將彈簧裝置壓下，緊固壓板固定螺栓，如圖8所示。液壓油經(jīng)過濾后再進(jìn)入主泵，極大地降低了雜質(zhì)進(jìn)入主泵的幾率，從而降低液壓系統(tǒng)故障頻次，提高液壓系統(tǒng)元件的使用壽命。

圖8 安裝吸油過濾器圖

（2）拆卸液壓油箱及附屬油管，使用脫漆劑清理油箱內(nèi)壁防銹漆，解決脫落的防銹漆污染液壓油的問題，如圖9所示。

圖9 清理液壓油箱防銹漆圖

（3）在保證液壓油散熱器的耐壓性和散熱效果不變的基礎(chǔ)上，盡可能增大散熱片間隙，散熱片間隙由2 mm改為4 mm，如圖10所示。增大散熱片間隙，降低了散熱器的堵塞概率，增大了通風(fēng)量，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量得以有效散發(fā)，使液壓系統(tǒng)在適宜的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖10 增大散熱片間隙圖

選取1臺液壓抓料機(jī)進(jìn)行改造。改造完成后試用半年，液壓系統(tǒng)故障頻次降低86%，液壓元件使用壽命增加65%，單位臺式產(chǎn)量增加30%，改造效果顯著。

4 結(jié)語

本文介紹了液壓抓料機(jī)的使用情況及其結(jié)構(gòu)組成和液壓系統(tǒng)工作原理，剖析了液壓抓料機(jī)液壓故障類型，詳細(xì)分析其具體原因并提出改造方案。方案完成后，減少了雜質(zhì)直接進(jìn)入液壓系統(tǒng)的數(shù)量，保證液壓系統(tǒng)在正常工作溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了液壓元件的使用壽命和穩(wěn)定性，降低了液壓系統(tǒng)故障頻次，保障設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，有效提高臺時產(chǎn)量。