1 故障現(xiàn)象
1 臺徐工 XR460D 型旋挖鉆機作業(yè)過程中，當鉆頭鉆滿泥土后執(zhí)行主卷揚提升動作、并將鉆頭提升至孔口位置時，主卷揚偶爾發(fā)生提升無力故障，有時甚至不能提升。但是當先導手柄松開三分之一行程時，主卷揚又能正常提升。
2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
XR460D 型旋挖鉆機主卷揚最大提升力為520kN，標配 JS630 型機鎖鉆桿，最大鉆孔直徑為 3m，其升降采用液壓驅(qū)動方式。工作泵為變量柱塞泵，用于給主卷揚升降液壓系統(tǒng)提供壓力油。主卷揚換向閥為液控負載敏感多路閥，裝有壓力傳感器。主卷揚提升油壓設定為32.0MPa，通過駕駛室內(nèi)的顯示器可隨時查看主卷揚提升、下放時的油壓值。主卷揚馬達為力士樂 A6VE160HD1D 型變量馬達，用于驅(qū)動主卷揚減速器旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)主卷揚的提升、下放動作。先導泵為齒輪泵，其輸出的先導壓力油通過先導手柄驅(qū)動主卷揚換向閥閥芯移動，并控制主卷揚變量馬達的排量。主卷揚制動、浮動的開啟和關閉均由控制電路的電磁開關閥控制。主卷揚馬達原理如圖 1 所示。
3 故障原因分析
根據(jù)故障現(xiàn)象和主卷揚液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析故障原因可能有以下 3 個方面：
3.1 先導油路故障
先導油壓作用在主卷揚馬達 X 口（見圖 1），先導手柄輸出的先導壓力油控制主卷揚換向閥閥芯動作，同時控制主卷揚馬達變量機構(gòu)動作。若先導手柄出現(xiàn)故障，可造成先導油壓力異常，導致主卷揚換向閥閥芯時開時關、主卷揚馬達的排量不穩(wěn)定。
若先導壓力過低，主卷揚馬達的排量將變?yōu)樽畲螅鐖D 2 所示。根據(jù)松開先導手柄三分之一行程時，主卷揚又能正常提升的故障現(xiàn)象，該故障可能是先導壓力過低，造成主卷揚馬達排量過大所致。
3.2 工作油路故障
一是反饋油路不暢。負載敏感系統(tǒng)中，工作泵輸出液壓油的壓力值等于負載反饋壓力值加上固定壓差，若反饋油路堵塞，就會造成工作泵輸出壓力不足。
二是主卷揚提升側(cè)的溢流閥卡滯。若主卷揚提升側(cè)的溢流閥卡滯，會造成主卷揚馬達提升側(cè)的壓力達不到設定壓力，導致主卷揚提升無力。
三是主卷揚馬達變量機構(gòu)故障。在同等壓力下，主卷揚馬達輸出扭矩與排量成正比。若主卷揚馬達變量機構(gòu)卡滯或內(nèi)部油路堵塞，會造成其處于最小排量位置。在最小排量時，主卷揚馬達輸出扭矩過小，達不到主卷揚提升要求。
四是主卷揚馬達切斷壓力過高。切斷壓力是指主卷揚馬達最小排量與最大排量轉(zhuǎn)換的臨界壓力，如圖 2 所示。若負載壓力超過臨界壓力，主卷揚馬達就會轉(zhuǎn)變?yōu)樽畲笈帕浚蝗糌撦d壓力低于臨界壓力，主卷揚馬達就會轉(zhuǎn)變?yōu)樽钚∨帕?；若切斷壓力設定不當，就會降低主卷揚馬達的輸出扭矩。
3.3 其他故障
一是主卷揚浮動電磁閥線路接觸不良，造成主卷揚馬達提升側(cè)壓力油通過浮動電磁閥卸荷；二是主卷揚制動油路堵塞或制動電磁閥線路接觸不良，造成制動器抱死。三是鉆具超載，造成主卷揚提升困難。
4 故障排查
根據(jù)故障原因分析，我們由簡單到復雜，按照以下順序逐步進行了排查，如下所述。檢查該旋挖鉆機所用鉆桿為 JS630 機鎖鉆桿，鉆頭為直徑 2m 的撈沙斗，符合使用要求。檢查先導手柄開度正常，在主卷揚提升時檢測主卷揚換向閥液控端口先導油壓在 0 ～3.5MPa 之間，并與手柄開度同步變化，這說明先導手柄正常。
在鉆頭滿土后執(zhí)行主卷揚提升動作，觀察工作泵壓力穩(wěn)定在 21.0 ～ 22.0MPa 范圍，且鉆頭提升速度正常。但是當鉆頭提升至孔口位置時，速度突然變慢并逐漸停止上升，此時觀察工作泵壓力為 31.5 ～ 32.0MPa，為憋壓溢流狀態(tài)。當先導手柄稍微松開一些后，主泵壓力又變回 21.0MPa，速度又恢復正常。通過此項排查，可排除反饋油路不暢、浮動電磁閥故障和溢流閥卡滯的可能。
檢查主卷揚制動是否正常。將控制制動的管路拆除并封堵，檢查主卷揚設定溢流壓力，發(fā)現(xiàn)提升壓力為 31.5 ～ 32.0MPa，屬于正常。將制動管路復原，用油壓表測量制動口壓力，在執(zhí)行主卷揚提升動作時，在主卷揚速度變慢或停止時，制動壓力始終是正常值。由此排除制動異常的可能。
主 卷 揚 馬 達 為 變 量 馬 達， 最 大 排 量 為160mL/r，最小排量為 110mL/r。分析認為，主 卷 揚 馬 達 正 常 提 升 時 工 作 壓 力 為 21.0 ～22.0MPa，其排量應為最大狀態(tài)；此時若主卷揚馬達排量為最小狀態(tài)，主卷揚馬達輸出扭矩達不到主卷揚所需提升力，使工作壓力上升到31.5 ～ 32.0MPa，其主卷揚馬達在最小排量時工作壓力基本上處于溢流狀態(tài)，使速度變慢至停止。
為驗證上述分析結(jié)果，我們將控制主卷揚馬達變量的管路拆除并封堵，使馬達始終處于最大排量。經(jīng)反復進行主卷揚提升測試，檢測主泵壓力保持在 21.0 ～ 22.0MPa，故障現(xiàn)象消失，這說明上述分析結(jié)果正確，應重點檢查導致馬達變量異常的原因。
壓力切斷閥是控制馬達變量的關鍵元件，對馬達輸出扭矩的影響最為直接。因此，我們將壓力切斷閥調(diào)節(jié)彈簧擰松 2 圈，降低其切斷壓力值，然后反復進行主卷揚提升測試，此時檢測工作泵壓力為 21.0 ～ 22.0MPa，故障現(xiàn)象完全消失。至此得出結(jié)論：該故障原因為主卷揚馬達切斷壓力值設定過高，造成其排量突變?yōu)樽钚≈?，導致其扭矩不足、出現(xiàn)該故障。
此次故障排查說明，當出現(xiàn)主卷揚提升無力故障時，應結(jié)合故障現(xiàn)象和液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，仔細觀察相關參數(shù)變化情況，排除不相關因素，然后由簡單到復雜進行逐步排查，便可最終找出主卷揚提升困難的原因。
作者：劉志剛 孫超 王轉(zhuǎn)來
來源：《工程機械與維修》2018年第5期
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1 故障現(xiàn)象
1 臺徐工 XR460D 型旋挖鉆機作業(yè)過程中，當鉆頭鉆滿泥土后執(zhí)行主卷揚提升動作、并將鉆頭提升至孔口位置時，主卷揚偶爾發(fā)生提升無力故障，有時甚至不能提升。但是當先導手柄松開三分之一行程時，主卷揚又能正常提升。
2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
XR460D 型旋挖鉆機主卷揚最大提升力為520kN，標配 JS630 型機鎖鉆桿，最大鉆孔直徑為 3m，其升降采用液壓驅(qū)動方式。工作泵為變量柱塞泵，用于給主卷揚升降液壓系統(tǒng)提供壓力油。主卷揚換向閥為液控負載敏感多路閥，裝有壓力傳感器。主卷揚提升油壓設定為32.0MPa，通過駕駛室內(nèi)的顯示器可隨時查看主卷揚提升、下放時的油壓值。主卷揚馬達為力士樂 A6VE160HD1D 型變量馬達，用于驅(qū)動主卷揚減速器旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)主卷揚的提升、下放動作。先導泵為齒輪泵，其輸出的先導壓力油通過先導手柄驅(qū)動主卷揚換向閥閥芯移動，并控制主卷揚變量馬達的排量。主卷揚制動、浮動的開啟和關閉均由控制電路的電磁開關閥控制。主卷揚馬達原理如圖 1 所示。
3 故障原因分析
根據(jù)故障現(xiàn)象和主卷揚液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析故障原因可能有以下 3 個方面：
3.1 先導油路故障
先導油壓作用在主卷揚馬達 X 口（見圖 1），先導手柄輸出的先導壓力油控制主卷揚換向閥閥芯動作，同時控制主卷揚馬達變量機構(gòu)動作。若先導手柄出現(xiàn)故障，可造成先導油壓力異常，導致主卷揚換向閥閥芯時開時關、主卷揚馬達的排量不穩(wěn)定。
若先導壓力過低，主卷揚馬達的排量將變?yōu)樽畲螅鐖D 2 所示。根據(jù)松開先導手柄三分之一行程時，主卷揚又能正常提升的故障現(xiàn)象，該故障可能是先導壓力過低，造成主卷揚馬達排量過大所致。
3.2 工作油路故障
一是反饋油路不暢。負載敏感系統(tǒng)中，工作泵輸出液壓油的壓力值等于負載反饋壓力值加上固定壓差，若反饋油路堵塞，就會造成工作泵輸出壓力不足。
二是主卷揚提升側(cè)的溢流閥卡滯。若主卷揚提升側(cè)的溢流閥卡滯，會造成主卷揚馬達提升側(cè)的壓力達不到設定壓力，導致主卷揚提升無力。
三是主卷揚馬達變量機構(gòu)故障。在同等壓力下，主卷揚馬達輸出扭矩與排量成正比。若主卷揚馬達變量機構(gòu)卡滯或內(nèi)部油路堵塞，會造成其處于最小排量位置。在最小排量時，主卷揚馬達輸出扭矩過小，達不到主卷揚提升要求。
四是主卷揚馬達切斷壓力過高。切斷壓力是指主卷揚馬達最小排量與最大排量轉(zhuǎn)換的臨界壓力，如圖 2 所示。若負載壓力超過臨界壓力，主卷揚馬達就會轉(zhuǎn)變?yōu)樽畲笈帕浚蝗糌撦d壓力低于臨界壓力，主卷揚馬達就會轉(zhuǎn)變?yōu)樽钚∨帕?；若切斷壓力設定不當，就會降低主卷揚馬達的輸出扭矩。
3.3 其他故障
一是主卷揚浮動電磁閥線路接觸不良，造成主卷揚馬達提升側(cè)壓力油通過浮動電磁閥卸荷；二是主卷揚制動油路堵塞或制動電磁閥線路接觸不良，造成制動器抱死。三是鉆具超載，造成主卷揚提升困難。
4 故障排查
根據(jù)故障原因分析，我們由簡單到復雜，按照以下順序逐步進行了排查，如下所述。檢查該旋挖鉆機所用鉆桿為 JS630 機鎖鉆桿，鉆頭為直徑 2m 的撈沙斗，符合使用要求。檢查先導手柄開度正常，在主卷揚提升時檢測主卷揚換向閥液控端口先導油壓在 0 ～3.5MPa 之間，并與手柄開度同步變化，這說明先導手柄正常。
在鉆頭滿土后執(zhí)行主卷揚提升動作，觀察工作泵壓力穩(wěn)定在 21.0 ～ 22.0MPa 范圍，且鉆頭提升速度正常。但是當鉆頭提升至孔口位置時，速度突然變慢并逐漸停止上升，此時觀察工作泵壓力為 31.5 ～ 32.0MPa，為憋壓溢流狀態(tài)。當先導手柄稍微松開一些后，主泵壓力又變回 21.0MPa，速度又恢復正常。通過此項排查，可排除反饋油路不暢、浮動電磁閥故障和溢流閥卡滯的可能。
檢查主卷揚制動是否正常。將控制制動的管路拆除并封堵，檢查主卷揚設定溢流壓力，發(fā)現(xiàn)提升壓力為 31.5 ～ 32.0MPa，屬于正常。將制動管路復原，用油壓表測量制動口壓力，在執(zhí)行主卷揚提升動作時，在主卷揚速度變慢或停止時，制動壓力始終是正常值。由此排除制動異常的可能。
主 卷 揚 馬 達 為 變 量 馬 達， 最 大 排 量 為160mL/r，最小排量為 110mL/r。分析認為，主 卷 揚 馬 達 正 常 提 升 時 工 作 壓 力 為 21.0 ～22.0MPa，其排量應為最大狀態(tài)；此時若主卷揚馬達排量為最小狀態(tài)，主卷揚馬達輸出扭矩達不到主卷揚所需提升力，使工作壓力上升到31.5 ～ 32.0MPa，其主卷揚馬達在最小排量時工作壓力基本上處于溢流狀態(tài)，使速度變慢至停止。
為驗證上述分析結(jié)果，我們將控制主卷揚馬達變量的管路拆除并封堵，使馬達始終處于最大排量。經(jīng)反復進行主卷揚提升測試，檢測主泵壓力保持在 21.0 ～ 22.0MPa，故障現(xiàn)象消失，這說明上述分析結(jié)果正確，應重點檢查導致馬達變量異常的原因。
壓力切斷閥是控制馬達變量的關鍵元件，對馬達輸出扭矩的影響最為直接。因此，我們將壓力切斷閥調(diào)節(jié)彈簧擰松 2 圈，降低其切斷壓力值，然后反復進行主卷揚提升測試，此時檢測工作泵壓力為 21.0 ～ 22.0MPa，故障現(xiàn)象完全消失。至此得出結(jié)論：該故障原因為主卷揚馬達切斷壓力值設定過高，造成其排量突變?yōu)樽钚≈?，導致其扭矩不足、出現(xiàn)該故障。
此次故障排查說明，當出現(xiàn)主卷揚提升無力故障時，應結(jié)合故障現(xiàn)象和液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，仔細觀察相關參數(shù)變化情況，排除不相關因素，然后由簡單到復雜進行逐步排查，便可最終找出主卷揚提升困難的原因。
作者：劉志剛 孫超 王轉(zhuǎn)來
來源：《工程機械與維修》2018年第5期
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