电动轮自卸卡车液压举升故障分析

电动轮自卸卡车液压举升故障分析

1剥离岩土的运输准能公司黑岱沟露天矿拥有58辆采矿电驱动轮自耕车，主要用于煤矿和岩石移除了。但近些年来,由于设备的老化,某些设计上的缺陷也逐渐暴露出来,经常由于卡车大斗定位销孔间隙磨损、变形等原因,在举升时,因货物的不平衡导致箱斗摆动量比较大,致使举升限位开关间隙或位置无法保证导致限位失败,造成卡车拔缸,直接影响卡车的出动率和露天煤矿生产量。263转向泵的举升控制630E矿用电动轮自卸卡车举升结构如图1所示。液压举升原理如图2所示。首先由液压泵直接给举升阀供油,举升阀是一个4位三通阀,“H”型中位卸荷机能,分别有举升、保持、浮动和迫降4个位置。它由一个举升控制阀控制它的位置,举升控制阀用290PSI的先导压力推动举升阀分别实现举升、保持、迫降和浮动位置(举升控制阀的液压油来自转向系统)。当举升时,转向泵的压力油在保持转向系统压力达到17237.65kPa后为举升供油。当举升压力达到17237.65kPa时,举升阀中的液压油流到油箱,当举升缸上升到预定高度时磁力开关或行程开关动作举升限位电磁阀导通切断先导油路,举升缸停止上升。3岩石装卸引起的拔缸事故在卡车实际生产过程中,举升缸重载升起至极限时,重心后移发生举升缸拔缸故障。即:举升缸超出举升长度,双缸损坏液压油大量泄漏的严重故障。随着设备使用、服役时间的延长,此故障频繁发生,造成了巨大的经济损失,严重影响设备的安全运行。经过认真分析、研究,造成此类故障的原因主要有以下几个方面:1)载货量过大。由于黑岱沟露天煤矿生产采用电铲挖掘用矿用卡车运输模式。电铲为太原重型机械厂生产的WK-55电铲及美国生产的395B、495B电铲。由于电铲铲斗容较大,装载过程中较大粒度的岩石也可装载上车,当载有粒度很大的岩石到排土场卸货时,举升缸举起第三节1/2时,巨大岩石从厢斗前部滚至厢斗尾部,产生巨大冲击,此情况下,厢斗接近完全升起,重心后移,加之巨石的巨大冲击,导致厢斗重心迅速后倾,且猛烈后移,导致举升缸超出举升极限,发生拔缸事故。2)高粘度黄土在箱斗内积压。黑岱沟露天煤矿表层为40m左右的黄土层,黄土粘度高,粘附性强。对于运输黄土的630E矿用自卸卡车而言,在装载过程中会有大量黄土粘附在汽车厢斗内,在卸土时不能完全倒净,粘附严重时,能达到汽车总载荷的1/2至3/5,司机为了将厢斗内黄土倾倒干净,在卸土过程中,反复高转速下举升、前移、抖斗等错误操作,容易造成举升缸过限,发生举升缸拔缸事故。3)630E卡车原液压控制系统存在一定的缺陷。由于举升先导油回油管与制动系统回油合为一个通路,在举升情况下,举升控制油在举升限位电磁阀的控制下,举升控制油直接回液压油箱,没有经过回油总管。这样举升控制阀的举升腔无压力,对于迫降腔的控制油回油经举升控制先导阀,再返回到回油总管,然后回液压油箱。这样回油途经路线过长,中途且受到制动回油的阻滞,导致回油不畅、不敏捷,致使举升控制阀的举升腔和动力下降腔产生压力差,举升限位电磁阀起作用的瞬间,举升控制阀在压差的影响下,会突然移位至动力下降状态。此时,司机操控举升卸货时瞬间厢斗回落,司机为满足举升,阻止厢斗回落,反复操控举升先导阀手柄至举升位置,使举升缸受到往复剧烈的伸拉冲击,加之斗内的载荷,举升缸内端部定位螺栓疲劳断裂,导致严重的拔缸事故发生。4级管保护电路,是将一级过程保护开关作为一种独立的电路设计,在充经分析认为,原设计缺陷为动力下降腔的回油受到阻滞,为此,在举升控制先导阀动力下降腔加装一个控制回油阀,配置动力下降腔直通回油管一根,加设行程开关和24V电源线,如图3所示。结合液压和电气控制(如图3所示),在举升限位电路中使用的开关设计成双电源控制形式,一级限位开关是通过钥匙开关控制712线;二级开关使用电源11号线加装保险15A后将11L线做电源线。通过钥匙开关控制一级磁力开关闭合电路的供电,关闭钥匙则一级磁力开关就不起作用。而二级行程保护开关是由电瓶直接供电,只要电瓶开关不关断二级保护电路便不会失效。也就是说当关闭钥匙开关后二级磁力保护开关仍然通电,也就保证了二级保护电路不受驾驶员操作控制,这样就避免了操作人员误操作发生拔缸现象。这种并联控制电路,有效的控制每个电源给同一电磁阀不同的供电需求。在控制电路中加装1个二极管,当一级磁力开关动作后,电流不会因为行程开关失效而反送到整车电路中引起其他的电气故障的发生,这就是二级管保护电路的功能。举升情况下,转向泵供油给举升控制先导阀1999.57kPa的先导油;当操控举升手柄到举升位时,1999.57kPa先导信号油进入举升分配阀推动阀芯位移,17237.65kPa压力油进入举升缸正腔,实现举升。当厢斗接近举升限位点,斗尾部的磁力开关吸合时,24V电源供给举升限位电磁阀和动力下降腔回油电磁阀。举升阀腔内封闭的先导信号油直接回油箱,动力下降腔的油不返回举升控制先导阀和回油总管。此情况下,动力下降腔的油直接回油箱,保证举升阀芯举升与下降腔无压力差,使厢斗保持不落斗、不举升状态。当司机操作举升手柄控制落斗时,手柄凸轮推动行程开关切断动力下降回油控制阀的24V电源,动力下降先导油进入下降腔,17237.65kPa压力油进入举升缸负腔,实现落斗,厢斗尾部离开磁力开关,24V电源断电,实现浮动工况位置。5减少举升拨缸故障2011年3月首先在630E剥离卡车中的举升故障比较频繁的55#、57#卡车上进行改装。经过4个多月的运行发现使用性能良好,举升限位方面的故障从根本上得到了控制。然后对56台630E卡车的举升限位进行改造,到目前为止使用性能良好。改造1台卡车只需3000元左右,只需一个普通工人半天的工作时间。改造后举升拔缸故障比上年度减少75台次。每次拔缸举升缸损坏或报废2个,还要损坏连接油管,损失液压油1箱,甚至会砸坏发动机和一些电器元件。1个举升缸74189元,液压油管每根价值约1200元,1箱液压油约1.2万元,电器元件都非常昂贵。经计算减少1台次举升拨缸故障可节约7.4189万元左右,减少75台次举升拨缸故障可节约成本580.4175万元。从维修方面,故障率减少就降低了维修人员的劳动强度及维修时间,从而提高了卡车的运行时间和卡车的出动率。在安全方面,更是解决了由于拔缸带来的630E矿用自卸卡车箱斗整体后翻产生的设备损坏和人员安全的问题。6生产环境的影