由于液力傳動具有自動適應、自動增矩變速、減振隔振、無機械磨損、無級變速、簡化機械操縱性能等優點,使得它在液壓工程機械中得到廣泛應用。本文就推土機液力變矩器檢修過程中一些典型故障進行分析。
1 、檢修手段和方法
在TY系列推土機中,液力傳動油路與變速油路共用一個泵,形成一個變速傳動油路系統。若變速油路系統出現故障,其表現為推土無力、變矩器發熱、行走無力、不能行走、產生噪聲。前三種情況有一個共性特點,就是系統壓力不足。
針對推土機的變速傳動油路系統故障診斷,應根據故障現象進行現場調查,了解使用情況,對照變速傳動油路系統圖大致確定范圍,同時運用各種方法來分析故障的可能原困,擬定檢查程序,并對變速傳動油路系統進行初步檢查,如檢查油箱的油量、過濾器的濾芯、各管接頭是否存在泄漏。如油量不足或濾芯有堵塞、油液變質、油液污染嚴重、各油管接頭松動等現象,應排除此類故障后重新開機試驗。若無上述問題,就須用儀器進行檢測。運用儀器檢測可分為直接測量和間接測量。在檢測該系統時,若初檢無問題,一般說來,只要檢查壓力和流量這兩個參數。而最常用的是檢查壓力,看是否與設計壓力相吻合。通常現代工程機械的液壓系統都備有壓力測試點。只要備有相應的測試接頭就可接人壓力表進行現場測試。流量測試需要將流量計串人油路中進行同步測量,這得根據需要而定。
隨著測試技術的發展,在線檢測儀(液壓系統測試儀)的出現,為野外作業條件下,不拆卸液壓系統的任何元件就可測試復雜的液壓系統提供了極大的便利。液壓系統測試儀主要用于測試壓力、流量、溫度和轉速。一般由測試系統和數字處理系統組成。測試系統主要由安全閥、模擬加載閥、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器和在測試儀外設置的轉速傳感器組成。還有一種在線監測檢修測試器,檢測時接人系統,可同時測量流量、壓力、溫度等參數,也可在系統中安裝幾個測試器,對系統故障部位進行判斷。其原理是依靠一個磁性葉輪在液流作用下旋轉產生磁力變化的信號來測試流量的。同時在測試座上做成四通或五通,即可測量壓力和溫度。其結構簡單、重量輕、體積小,檢測十分方便。
2 、液力變矩器故障表象及典型故障分析
2.1 液力變矩器易損件失效的表象及分析
(1)軸承
TY系列液力變矩器四個部位裝有軸承:泵輪、泵輪罩殼、輸出軸端、回油泵輸人軸端。若泵輪及泵輪罩殼處軸承失效或松動,將引起泵輪與渦輪端面摩擦、泵輪與導輪端面摩擦、泵輪罩殼與渦輪直接摩擦,傳動油無法及時將熱量帶走,導致油溫過高;回油泵輸人軸端軸承失效,將引起齒輪嚙合不良,噪聲過大Z回油泵軸承孔磨損,使回油泵內泄過大而導致吸油不足,回油泵內齒輪外圓與泵殼碰撞而導致回油泵損壞;輸出軸端軸承失效,則會因軸端密封磨損而漏油。這些都會導致聲響異常。
(2)密封件
TY系列液力變矩器密封件主要有四類:O形圈、密封環、密封墊、骨架密封圈。由于油溫過高或安裝不到位,導致密封件老化或過早失效。密封件失效,主要表現為內泄漏和外泄漏,泄漏使得壓力降低。內泄漏的外在表現為油溫過高、油壓降低、推土無力。
2.2 液力變矩器的故障表象及分析
液力變矩器的故障表象可歸結為五個方面:渦輪輸出軸不轉動、渦輪軸輸出力矩不足、變矩器油溫過高、噪聲、壓力波動等。產生這些故障的原因很多,既有變矩器本身的原因,又有操作保養方面的原因,還與變速傳動液壓油路系統有關。
2.2.1渦輪輸出軸不轉動;
渦輪輸出軸不轉動,直接導致發動機動力傳不出去,推土機不能行走。渦輪輸出軸不轉動的原因是:(1)與發動機連接部分損壞,如花鍵損壞、齒輪折斷等;(2)供油箱油面太低,吸人空氣,或工作油中有大量氣泡;(3)液力變矩器缺油,如供油泵損壞、供油泵吸不上油、供油泵吸空、供油泵傳動齒輪花鍵損壞、變速系統中調壓閥卡死,分配到液力變矩器的油液極少,使變矩器缺油、液力變矩器油路油管堵塞等。對此類故障首先初查,如檢查發動機的連接,聽聲響是否有異常,檢查油箱油面等;再用儀器檢查,如將壓力表放在供油泵出口檢查供油泵的出口壓力、安全調節閥后各點的壓力、液力變矩器進出口壓力等,確定故障大致范圍。如有必要的話,測量供油泵出口流量、變矩器進口流量等,以便找到故障所在。
2.2.2 渦輪軸輸出力矩不足
渦輪軸輸出力矩不足,表現為推土無力。其主要原因有:(1)油箱充油不足,油面低,造成供油泵吸油不足,使流量減少。由于安全調節閥先要保證離合器壓力正常的情況下,補償油液才進人液力變矩器,從而使得液力變矩器充油不足,壓力過低,而導致輸出力矩不足;(2)進油壓力過低,并有大量氣泡,油變質,同時工作油溫過高,安全閥壓力低,進人變矩器的人口壓力偏低,在離心慣性力的作用下,產生氣蝕現象,影響變矩器的工作效率,使損失增大,發熱量增加;(3)發動機功率不足或轉速下降,也是引起輪軸輸出力矩不足的原因之一;(4)內泄漏大,使得進出口壓力偏低,進人變矩器的補償油液少,熱量散發不出去,能量損失多,輸出功率自然減小。內泄漏大的原因有:變矩器內的密封環磨損或安裝不好;輸出軸及導輪座上的密封圈老化使導輪座與殼體孔配合間隙大或殼體孔加工上存在形狀誤差,如不圓度超差過大;泵輪穿孔;泵輪驅動罩殼變形;泵輪上放油塞螺絲松動;泵輪驅動罩殼輸出齒輪緊固螺絲松動或滑絲等;(5)軸承損壞,使得密封圈磨損過快,同時使得三個工作輪相互摩擦而發熱,使油溫很快升高,油液粘度下降,導致輸出力矩不足。
2.2.3 變矩器油溫過高
變矩器中的油液溫度越高,油的粘度越低,過高的油溫將導致以下不良影響。(1)工作油液將產生氣泡、氧化沉淀,老化變質;(2)油液粘度過低時,在傳動系統不能起到良好的潤滑作用,容易引起系統泄漏。(3)油液溫度過高,將導致橡膠密封件變形、老化,密封變差,泄漏增加,影響液力變矩器的正常工作。
造成液力變矩器油溫過高的原因是多方面的,在檢查時應先易后難,逐步分析。其主要原因有:(1)內泄漏過大,殼體內油面高。(2)變速箱油位高,運動機件摩擦阻力大。(3)出口調節問打不開(卡死);(4)由于回油泵磨損等原因,殼體內積油無法排出;(5)管道堵塞;(6)變矩器及變速箱內零件異常磨損或損壞,如變矩器渦輪軸承松曠,渦輪與泵輪(導輪)摩擦、變速箱離合器摩擦片不能徹底分離、齒輪泵產生偏心與泵殼直接摩擦;(7)變矩器進油量不足,如供油箱泊位過低或有氣泡、供油泵密封件磨損、變速壓力低、工作油分配不足、過濾器堵塞等;(8)工作油使用不當;(9)變矩器在低效區工作時間過長;(10)冷卻不足,如發動機皮帶打滑,松緊度不合適、風扇性能不良、水泵葉輪與泵體間隙過大、水箱水位低、水箱堵塞等。
2.2.4產生噪聲
推土機正常運轉時,聲響有一定的聲律節奏,并持續穩定。因此,熟悉和掌握這些正常的聲律,同時把握聲律節奏的變化情況以及不正常聲音產生的部位可分析確定故障發生的部位和損傷情況。噪聲現象分兩種:一種是異常噪聲,表明零件帶病工作或工作狀況不良;另一種是加工原因造成的誤差,如齒輪噪聲,由于基節誤差,使得主從動齒輪出現線外嚙合,齒頂在齒根上刮行,從而產生噪聲。根據噪聲產生的部位和噪聲的頻率,可判斷故障原。產生噪聲的種類有:(l)因連接部分松動而產生噪聲,一般憑聽覺即可判斷;(2)齒輪噪聲,有兩類:一類是頻率高,聲調尖;此類故障原因有:齒形誤差,如節點附近有中凹現象,這是剃齒加工中特有的現象。粗糙度與波度誤差影響也較大,這與加工誤差有關;齒圈徑向跳動誤差,在高速時會產生多種尖叫聲;一類是頻率低、聲調較低;此類故障主要是由節線沖力和基節誤差等引起的。(3)液壓振動和噪聲,主要是液壓閥產生的,其原因主要是機械噪聲。機械噪聲,是由于裝配和維護不當而發生,主要表現在以下方面:(l)閥芯與閥體孔配合過緊或過松,均會產生噪聲。過緊,滑動摩擦阻力大,滑動困難,引起振動和噪聲;過松,間隙過大,泄漏嚴重,此外,液壓力也會導致振動和噪聲。(2)彈簧剛度不夠,產生彎曲變形,液動力引起彈簧自振,當彈簧振動頻率與系統振動頻率相同時,會出現共振;(3)出油口油路有空氣;(4)與系統中其它元件產生共振,會使振動與噪聲增大,因此,應檢查其它元件的安裝與管件的固定有無松動。所以,可以通過噪聲來判斷故障部位。
2.2.5壓力波動
檢查液力變矩器進出口壓力出現波動,應根據具體情況來判斷。其主要原因有:供油泵輸出壓力有波動,如供油泵密封磨損、供油泵齒頂與泵殼間隙太大、供油泵端面磨損而泄漏、供油泵吸空、油液中有汽泡、油液污染等;閥芯與閥體孔配合過緊或過松均會引起油液壓力波動。壓力波動過大并有噪聲產生對液力變矩器的壽命和輸出效率有很大影響,應根據具體情況,找出原因,再用相應的辦法解決。
綜上所述,在維修液力變矩器時,應在弄懂液力變矩器基本工作原理、液力變矩器結構、變矩器傳動系統及油路系統工作原理的基礎上,根據故障的表象,判定故障的大致范圍,對系統進行初查和儀表檢查,運用各種分析方法,分析出故障的原因,而不要胡亂拆卸。
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