如何分析推土机液力变矩器的典型故障

  仪器信息网 ·  2009-08-02 21:40  ·  32535 次点击
由于液力传动具有自动适应、自动增矩变速、减振隔振、无机械磨损、无级变速、简化机械操纵性能等优点,使得它在液压工程机械中得到广泛应用。本文就推土机液力变矩器检修过程中一些典型故障进行分析。
1、检修手段和方法
在TY系列推土机中,液力传动油路与变速油路共用一个泵,形成一个变速传动油路系统。若变速油路系统出现故障,其表现为推土无力、变矩器发热、行走无力、不能行走、产生噪声。前三种情况有一个共性特点,就是系统压力不足。
针对推土机的变速传动油路系统故障诊断,应根据故障现象进行现场调查,了解使用情况,对照变速传动油路系统图大致确定范围,同时运用各种方法来分析故障的可能原困,拟定检查程序,并对变速传动油路系统进行初步检查,如检查油箱的油量、过滤器的滤芯、各管接头是否存在泄漏。如油量不足或滤芯有堵塞、油液变质、油液污染严重、各油管接头松动等现象,应排除此类故障后重新开机试验。若无上述问题,就须用仪器进行检测。运用仪器检测可分为直接测量和间接测量。在检测该系统时,若初检无问题,一般说来,只要检查压力和流量这两个参数。而最常用的是检查压力,看是否与设计压力相吻合。通常现代工程机械的液压系统都备有压力测试点。只要备有相应的测试接头就可接人压力表进行现场测试。流量测试需要将流量计串人油路中进行同步测量,这得根据需要而定。
随着测试技术的发展,在线检测仪(液压系统测试仪)的出现,为野外作业条件下,不拆卸液压系统的任何元件就可测试复杂的液压系统提供了极大的便利。液压系统测试仪主要用于测试压力、流量、温度和转速。一般由测试系统和数字处理系统组成。测试系统主要由安全阀、模拟加载阀、压力传感器、流量传感器、温度传感器和在测试仪外设置的转速传感器组成。还有一种在线监测检修测试器,检测时接人系统,可同时测量流量、压力、温度等参数,也可在系统中安装几个测试器,对系统故障部位进行判断。其原理是依靠一个磁性叶轮在液流作用下旋转产生磁力变化的信号来测试流量的。同时在测试座上做成四通或五通,即可测量压力和温度。其结构简单、重量轻、体积小,检测十分方便。
2、液力变矩器故障表象及典型故障分析
2.1液力变矩器易损件失效的表象及分析
(1)轴承TY系列液力变矩器四个部位装有轴承:泵轮、泵轮罩壳、输出轴端、回油泵输人轴端。若泵轮及泵轮罩壳处轴承失效或松动,将引起泵轮与涡轮端面摩擦、泵轮与导轮端面摩擦、泵轮罩壳与涡轮直接摩擦,传动油无法及时将热量带走,导致油温过高;回油泵输人轴端轴承失效,将引起齿轮啮合不良,噪声过大Z回油泵轴承孔磨损,使回油泵内泄过大而导致吸油不足,回油泵内齿轮外圆与泵壳碰撞而导致回油泵损坏;输出轴端轴承失效,则会因轴端密封磨损而漏油。这些都会导致声响异常。
(2)密封件TY系列液力变矩器密封件主要有四类:O形圈、密封环、密封垫、骨架密封圈。由于油温过高或安装不到位,导致密封件老化或过早失效。密封件失效,主要表现为内泄漏和外泄漏,泄漏使得压力降低。内泄漏的外在表现为油温过高、油压降低、推土无力。
2.2液力变矩器的故障表象及分析
液力变矩器的故障表象可归结为五个方面:涡轮输出轴不转动、涡轮轴输出力矩不足、变矩器油温过高、噪声、压力波动等。产生这些故障的原因很多,既有变矩器本身的原因,又有操作保养方面的原因,还与变速传动液压油路系统有关。
2.2.1涡轮输出轴不转动;
涡轮输出轴不转动,直接导致发动机动力传不出去,推土机不能行走。涡轮输出轴不转动的原因是:
(1)与发动机连接部分损坏,如花键损坏、齿轮折断等;
(2)供油箱油面太低,吸人空气,或工作油中有大量气泡;
(3)液力变矩器缺油,如供油泵损坏、供油泵吸不上油、供油泵吸空、供油泵传动齿轮花键损坏、变速系统中调压阀卡死,分配到液力变矩器的油液极少,使变矩器缺油、液力变矩器油路油管堵塞等。对此类故障首先初查,如检查发动机的连接,听声响是否有异常,检查油箱油面等;再用仪器检查,如将压力表放在供油泵出口检查供油泵的出口压力、安全调节阀后各点的压力、液力变矩器进出口压力等,确定故障大致范围。如有必要的话,测量供油泵出口流量、变矩器进口流量等,以便找到故障所在。
2.2.2涡轮轴输出力矩不足
涡轮轴输出力矩不足,表现为推土无力。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,使流量减少。由于安全调节阀先要保证离合器压力正常的情况下,补偿油液才进人液力变矩器,从而使得液力变矩器充油不足,压力过低,而导致输出力矩不足;
(2)进油压力过低,并有大量气泡,油变质,同时工作油温过高,安全阀压力低,进人变矩器的人口压力偏低,在离心惯性力的作用下,产生气蚀现象,影响变矩器的工作效率,使损失增大,发热量增加;
(3)发动机功率不足或转速下降,也是引起轮轴输出力矩不足的原因之一;
(4)内泄漏大,使得进出口压力偏低,进人变矩器的补偿油液少,热量散发不出去,能量损失多,输出功率自然减小。内泄漏大的原因有:变矩器内的密封环磨损或安装不好;输出轴及导轮座上的密封圈老化使导轮座与壳体孔配合间隙大或壳体孔加工上存在形状误差,如不圆度超差过大;泵轮穿孔;泵轮驱动罩壳变形;泵轮上放油塞螺丝松动;泵轮驱动罩壳输出齿轮紧固螺丝松动或滑丝等;
(5)轴承损坏,使得密封圈磨损过快,同时使得三个工作轮相互摩擦而发热,使油温很快升高,油液粘度下降,导致输出力矩不足。
2.2.3变矩器油温过高
变矩器中的油液温度越高,油的粘度越低,过高的油温将导致以下不良影响。
(1)工作油液将产生气泡、氧化沉淀,老化变质;
(2)油液粘度过低时,在传动系统不能起到良好的润滑作用,容易引起系统泄漏。
(3)油液温度过高,将导致橡胶密封件变形、老化,密封变差,泄漏增加,影响液力变矩器的正常工作。
造成液力变矩器油温过高的原因是多方面的,在检查时应先易后难,逐步分析。其主要原因有:
(1)内泄漏过大,壳体内油面高。
(2)变速箱油位高,运动机件摩擦阻力大。
(3)出口调节问打不开(卡死);
(4)由于回油泵磨损等原因,壳体内积油无法排出;
(5)管道堵塞;
(6)变矩器及变速箱内零件异常磨损或损坏,如变矩器涡轮轴承松旷,涡轮与泵轮(导轮)摩擦、变速箱离合器摩擦片不能彻底分离、齿轮泵产生偏心与泵壳直接摩擦;
(7)变矩器进油量不足,如供油箱泊位过低或有气泡、供油泵密封件磨损、变速压力低、工作油分配不足、过滤器堵塞等;
(8)工作油使用不当;
(9)变矩器在低效区工作时间过长;
(10)冷却不足,如发动机皮带打滑,松紧度不合适、风扇性能不良、水泵叶轮与泵体间隙过大、水箱水位低、水箱堵塞等。
2.2.4产生噪声
推土机正常运转时,声响有一定的声律节奏,并持续稳定。因此,熟悉和掌握这些正常的声律,同时把握声律节奏的变化情况以及不正常声音产生的部位可分析确定故障发生的部位和损伤情况。噪声现象分两种:一种是异常噪声,表明零件带病工作或工作状况不良;另一种是加工原因造成的误差,如齿轮噪声,由于基节误差,使得主从动齿轮出现线外啮合,齿顶在齿根上刮行,从而产生噪声。根据噪声产生的部位和噪声的频率,可判断故障原。
产生噪声的种类有:
(1)因连接部分松动而产生噪声,一般凭听觉即可判断;
(2)齿轮噪声,有两类:一类是频率高,声调尖;此类故障原因有:齿形误差,如节点附近有中凹现象,这是剃齿加工中特有的现象。粗糙度与波度误差影响也较大,这与加工误差有关;齿圈径向跳动误差,在高速时会产生多种尖叫声;一类是频率低、声调较低;此类故障主要是由节线冲力和基节误差等引起的。
(3)液压振动和噪声,主要是液压阀产生的,其原因主要是机械噪声。机械噪声,是由于装配和维护不当而发生,主要表现在以下方面:
(1)阀芯与阀体孔配合过紧或过松,均会产生噪声。过紧,滑动摩擦阻力大,滑动困难,引起振动和噪声;过松,间隙过大,泄漏严重,此外,液压力也会导致振动和噪声。
(2)弹簧刚度不够,产生弯曲变形,液动力引起弹簧自振,当弹簧振动频率与系统振动频率相同时,会出现共振;
(3)出油口油路有空气;
(4)与系统中其它元件产生共振,会使振动与噪声增大,因此,应检查其它元件的安装与管件的固定有无松动。所以,可以通过噪声来判断故障部位。
2.2.5压力波动
检查液力变矩器进出口压力出现波动,应根据具体情况来判断。其主要原因有:供油泵输出压力有波动,如供油泵密封磨损、供油泵齿顶与泵壳间隙太大、供油泵端面磨损而泄漏、供油泵吸空、油液中有汽泡、油液污染等;阀芯与阀体孔配合过紧或过松均会引起油液压力波动。压力波动过大并有噪声产生对液力变矩器的寿命和输出效率有很大影响,应根据具体情况,找出原因,再用相应的办法解决。综上所述,在维修液力变矩器时,应在弄懂液力变矩器基本工作原理、液力变矩器结构、变矩器传动系统及油路系统工作原理的基础上,根据故障的表象,判定故障的大致范围,对系统进行初查和仪表检查,运用各种分析方法,分析出故障的原因,而不要胡乱拆卸。

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