履带起重机起升液压系统的故障分析及其改进

一台履带式起重机的卷扬机构采用片式常闭制动器,在空载或轻载提升时,制动器不能充分脱开,使制动器摩擦片处于滑磨状态,甚至引发卷扬机构剧烈振动,使其零部件受到冲击而极易损坏。

故障原因分析
由附图(a)知,改进前起升工作时,压力油通过手动换向阀6后分为两路,一路输入起升马达2的左侧油口另一路进入制动缸。
当起机起升负载稍大时,马达所铸油压会大于制动器开启压力(1.5~2MPa),这样制动器可以完全先打开,然后马达旋转若起升负载很小,马达驱动负载及克服摩擦阻力所需的油液压力将会小于制动器的开启压力,甚至空载提升时的压力近似为0,这时制动器即不能完全打开,因摩擦片不能充分分离而产生滑磨、烧蚀,更为严重时会引起卷扬系统强烈的冲击、振动,极易造成结构件损坏。

起重机轻载、空载工作时,其最大静制动转矩大于马达的输出转矩而使马达不能转动,随着系统油压升高,马达输出转矩增大,制动器最大静制动转矩减小,直至两者达到平衡时马达开始转动。如果能满足卷扬系统稳定性条件,则其很快会进入稳定状态,即马达压力稳定于某一值,制动转矩恒定,摩擦片处于稳定滑磨状态,因而不会出现冲击反之,卷扬系统将产生冲击和振动。这时马达带动摩擦片开始滑动,制动转矩很快下降,马达处于瞬时加速阶段随着马达转速升高,油压迅速降低,结果导致马达输出转矩减小而制动转矩增大,使马达处于瞬时减速阶段。减速阶段结束时马达转速最低甚至为0,因此马达进口压力又会迅速升高,而制动转矩又会迅速减小,形成下一个循环的加速转动过程。如此反复形成振荡,使卷扬系统产生振动和冲击。

履带起重机起升液压系统的改进
为排除这一故障,在附图(a)的起升油路中平衡阀3之前增加一个内控式单向顺序阀4,如附图(b)所示,顺序阀开启压力为2MPa.改进后当起升吊钩时手动换向阀6处于左位,压力油经换向阀6、单向顺序阀4、平衡阀3后进入马达左端油口。空载或轻载时,因在油路中增加了单向顺序阀4,使得进入制动器的油压为2MPa,制动器能充分打开,不会出现异常振动和冲击现象当负载较大时,系统压力远远大于2MPa,因此顺序阀阀口完全开启,只要选择合适通径的单向顺序阀,在油路中造成的压力损失完全可以忽略。此改进经长期使用效果良好,再未出现此类故障。