塔式起重機升降液壓系統故障的診斷排除

一、升降液壓系統的故障及其診斷

1.故障現象

下圖是塔式起重機升降液壓系統原理，根據現場觀察和用戶反應，當塔機處于下降工況時，液壓缸及其所支承的部件產生明顯的“爬行”現象，此爬行并非常見的低速爬行，而是快速交替產生振動。

?2.升降液壓系統故障診斷及分析

運用液壓系統故障的邏輯逼近診斷法，對塔式起重機升降液壓系統進行故障診斷。

診斷結果表面，該塔式起重機液壓缸及荷重下降時產生的斷續振動現象并不是由于液壓摩擦力特性以及液壓系統剛度降低所致，也和液壓系統的壓力調整、所存在管道的空氣無關（因為均處于正常狀態）。按照邏輯逼近診斷程序，故障可能與某個液壓元件或某個回路有關。

液壓泵3的額定壓力為25MPa，泵的輸出流量及壓力正常。溢流閥4控制系統的最高壓力，經檢測調壓正常。換向閥6換向無異常。液控雙向液壓鎖7組成了系統的平衡鎖回路。由于閥7的作用，當閥6處于中位時，液壓泵卸荷，液壓缸鎖緊在任意位置上，當閥6右位進入系統時，為頂升工況，此時雙向液壓鎖打開，正常頂升。當閥6左位進入系統時，為下降工況，從液壓泵來油頂開雙向液壓鎖7進入液壓缸有桿腔，液壓缸活塞在液壓推力及全部荷重共同作用下快速下行，此時，伴有斷續振動現象。從現場觀察壓力表5可知，當液壓缸產生斷續振動時，壓力也隨之斷續振動，因此，可以預測，液壓缸下降時產生的斷續振動現象與單獨用閥7組成的平衡鎖緊回路是否合理有關，從分析液壓缸下行時平衡鎖緊回路的工作過程可知，液壓缸下行時的斷續振動現象與液控雙向液壓鎖中的單向閥B的啟閉壓力緊密有關。因此，壓力取決于液壓缸下行時進油路及液壓缸有桿腔的油壓，實際上取決于活塞桿及荷重下行的速度，當活塞及荷重快速下行的時，由于速度太快，液壓泵供油量一時來不及補充液壓缸有桿腔形成的空間，故在整個油路及液壓缸有桿腔產生短時的負壓效應，此時，閥7的單向閥B的液控油壓也隨之降低，單向閥B關閉，結果突然堵死系統唯一的主回油路，液壓缸活塞及荷重的運動也突然堵死系統唯一的主回油路，液壓缸活塞及荷重的運動也突然停止。單向閥B關閉后，由于定量液壓泵繼續供油，故進油路油壓復又回升，此時控制油路重新建立壓力，液控單向閥B又打開，回油暢通，活塞及荷重又快速下行，如此循環，直至行程終了。單向閥B時開時閉，使液壓缸活塞及荷重下降運動時斷時續，伴之產生斷續振動。

通過上述分析，液壓缸下降時的斷續振動現象是由于液壓系統的平衡鎖緊回路設計不合理所致。

二、液壓系統平衡回路的改進設計

在原液壓系統的執行元件與液控雙向液壓鎖7的單向閥B之間串接一個單向節流閥，由于整個系統采用管式（或板式）螺紋鏈接，所以在改裝中是極為方便的，工作中，要根據執行元件運動速度與運動平穩性要求，適當調節節流閥的開度，在保證執行元件在整個下行過程液控單向閥B始終處于開啟狀態的前提下，節流閥開度越大越好，這樣，既能消除“爬行”現象，保證運動平穩性，又能保證功率損失盡量減少。