故障發生在降落作業時,當負載降落需要停止時,在操作手柄回位過程中,當即將回到中位的瞬間,突然發生負載以自由落體的形式快速下降,下降時間很短,負載并非一直落到地面為止,在足夠的離地高度時總會再次停在空中,期間并無劇烈的剎車聲。發生此種故障的時間都在較寒冷的冬季早晨,尤其是在剛剛開始工作時的前幾次操作中,而在工作一段時間后,即再無此現象發生。
經分析,初步斷定產生該故障可能有以下兩種原因:
(1)泵送出的壓力油中含有空氣泡。
經過對吊車運轉期間油箱內的液壓油狀態的觀察和對油質的化驗,發現其與以前未發生故障時的液壓油狀態并沒有什么不同,油箱內的零部件無任何問題,而在更換了新的優質液壓油后故障仍然發生,因此,可以斷定問題并非出在液壓油上。
(2)在降落動作結束時,馬達回油路上的閥未能及時關閉。
分析液壓原理圖便知,在降落動作完成且操作手柄已回到中位時,如果馬達回油路未能及時關閉,則馬達進、回油路連通且都與油箱接通,即馬達處于浮動狀態,因而重物會自行下降。馬達排量固定,回油路油管內也是充滿液壓油,為什么會出現重物自由降落現象呢?問題關鍵在于此時馬達的進油路一側。如果此時馬達吸進的油量足夠,則重物會以正常的最大工作降落速度下降,而實際上此時馬達是從油箱和回油路中吸油,由于馬達遠離油箱和油管內徑所限,油箱中的濾清器對吸油造成的阻力等,根本不能滿足馬達正常運轉所需的流量,因而在進油側就會形成負壓而產生真空,馬達因此而失速,導致了重物的自由降落現象(正常的降落動作中,由于有平衡閥的作用,馬達進油一直保持7MPa的壓力)。
現在分析一下為什么會產生回油路不能及時關閉的現象。工作油路上的三位六通換向閥的閥芯為整體的剛性結構,進回油口不會出現不同步啟閉的可能,因此問題只能出在兩位兩通換向節流閥和單向閥組塊上。由于在出現負載自由降落時并非都一直降落到地面為止,而是在瞬間的降落后又能停在空中且又無剎車的聲音,因此可以斷定并非是單向閥和節流閥閥芯被卡住,否則,負載會一直降落到地面為止,或能聽到劇烈的剎車聲。
因而,問題就出在兩位兩通節流換向閥和雙向阻尼閥組塊中。下面分析一下該閥組的作用導致故障的原因。
在進行降落動作時,壓力油中的一路進入馬達進油側;另一路連通雙向阻尼閥,經單向閥和阻尼閥Z對閥芯施壓,使節流口逐漸開啟,即接通馬達的回油路,由于阻尼閥Z的作用,負載開始平穩地下降。下降過程中當進油壓力小于7MPa時,在彈簧的作用下會關小節流口以保證進油壓力恢復到7MPa。在下降動作停止時,進油壓力消失,在彈簧的作用下將節流口關閉,由于有阻尼閥R的作用,負載平穩地停止降落。由此可知問題的關鍵就在阻尼閥R,在負載停止降落時,壓縮彈簧的壓力油經一單向閥和阻尼閥R泄壓。R的開口太大,起不到阻尼作用,負載驟然停止會對吊車產生沖擊;R開口太小,泄壓時間過長,即回油路關閉遲緩,就會產生本文所談及的自由落鉤現象,如果液壓油的粘度過大,R的阻尼作用就越大,發生此種現象的可能性就更大,這就是為什么在寒冷的冬季早晨發生故障的幾率大的原因。