中铁五局成都工程有限责任公司机电分公司 四川成都 610073
摘要：研究了柳工CLG856-Ⅲ型装载机工作液压系统的工作原理，针对动臂举升速度慢的问题进行了分析诊断，最终找到故障点解决了问题。
关键词：柳工装载机、CLG856-Ⅲ、动臂举升慢、分析、排除
一、情况介绍
我队的一台柳工CLG856-Ⅲ型装载机，司机反映动臂举升速度慢无法正常作业，经过技术人员测试该装载机在满载时全油门情况下动臂从地面举升至最高位置时间为11s，远远高于了出厂标准6.5s，确实需要维修。
二、柳工CLG856-Ⅲ型装载机工作液压系统原理
图1：工作系统液压原理图
如图1所示，该装载机工作液压系统由工作泵、分配阀、组合阀、单向阀、先导阀、动臂油缸、转斗油缸、液压油箱等部组成。工作液压系统油路主要分为两部分：先导控制油路和主工作油路，主工作油路的动作是由先导控制油路进行控制，以实现小流量、低压力控制大流量、高压力。其中，先导油路压力为3.5MPa，最高工作压力为20MPa。
根据液压动力元件的特征，动臂提升缓慢的原因是：从泵输出到液压油缸的油量不足或最高工作系统压力设定值低于出厂设定标准。据此，结合工作系统液压原理图，我们可分析出造成此情况可能存在的十种情况：
1、从液压油泵到动臂油缸之间的管路存在严重的外漏。
2、液压油含有大量的气泡或发黑，严重变质，丧失应有的粘度。
3、液压油不足或是滤网堵塞，造成油泵吸油量不足导致油泵输出流量不足。
4、液压泵内泄严重造成输出油量不足。
5、动臂油缸内泄严重。
6、动臂大腔与组合阀间的单向阀故障，造成动臂大腔与组合阀回油管间形成泄漏。
7、先导油路控制油压低于标准的3.5MPa，导致分配阀开度不够，造成节流。
8、工作系统安全阀故障导致系统最高工作压力低于标准的20MPa，造成工作油路过早泄压。
9、分配阀进油口与回油口间内泄造成流量损失。
10、分配阀动臂阀杆与阀孔间磨损严重造成流量损失。
三、故障诊断与排除
根据上述可能存在的故障点我们采取先易后难的原则逐一进行了检查排除，具体步骤如下：
1、检查油泵至动臂油缸之间的管路未发现泄漏，排除外泄可能；
2、拆开液压油箱进回油滤网，发现滤网有少量的杂质，液压油有一种难闻的臭味，将液压油滴于白色纸巾上发现有些黑色颗粒状杂质，于是更换液压油滤芯及液压油；
3、拆检动臂油缸大腔与组合阀间单向阀，未见异常，排除单向阀发生故障的可能。
4、测量先导油压值为2MPa，低于标准的3.5MPa，于是对组合阀进行拆检。在先导液压系统中，组合阀主要用于向先导操纵阀供油，其组成主要包括了溢流阀、减压阀及单向阀。溢流阀为先导型滑阀，其作用是调定先导液压系统中的工作压力。当油压升高并超过溢流阀调定压力时，油压克服调压弹簧5的作用力，推动锥阀阀芯向右移动，整个溢流阀滑阀9克服复位弹簧8的作用力向左移动。先导泵压力油溢流回油箱。减压阀为直动式滑阀，作用在于将先导泵的来油或是动臂油缸大腔的来油经减低压力后供往先导阀。当发动机熄火，动臂处于举升状态时，可利用动臂油缸大腔的压力油向先导油路提供油源。
图2 组合阀
1.进油口 2.油道 3.节流孔 4.锥阀阀芯 5.调压弹簧 6.油道 7.油口 8.复位弹簧 9.溢流阀滑阀 10.油道 11.单向阀 12.油腔 13.滑阀阀芯 14.调压弹簧 15.阀体
检查发现阀杆、阀座并未见明显的磨损，再进行进一步的拆检后发现节流孔因液压油污染被杂质堵塞，导致减压阀不能正常工作，清洗干净后装车测试先导压力恢复正常，但故障仍未解除。
5、测试先导阀出口压力，发现先导阀在全开的情况下压力仍不能够达到3.5MPa，将操作手柄在最大开度位置再用劲推一下压力即达到了标准，原来随着使用时间的不断增加，压条、压销已有一定的磨损松动导致先导阀开度不足，将压条螺母松开并重新调整后，先导操作阀出口压力恢复正常。到此，先导油路已恢复正常，但故障仍未解除。
6、对工作压力进行检测。将铲斗放到最低位置后接上压力表并拆开动臂油缸大腔油管，在全油门下推动动臂下降操作杆，测得压力值为20MPa，符合标准。油缸大腔未见液压油流出但油管内有大量高压的液压油喷出，由于该油管直接与分配阀的回油管连接让我们怀疑分配阀进油口与回油口之间存在严重的内泄，可是拆检分配阀动臂阀杆也未发现明显拉伤磨损的痕迹，让我们的检测工作一度失去了方向。为了判明分配阀的内泄情况是否正常，我们又用同样的办法对同型号的另一台正常的装载机进行了测试，结果同样的存在大量的内泄，原来这款阀本身设计精度就较低内泄严重，厂家在设计时已经考虑了内泄情况，不会因为这样的内泄导致油流量不足，而且该阀组结构简单故障率极低，今后我们在维修时可以不做重点怀疑对象考虑。排除了分配阀存在故障的可能，到此我们仍未找到故障原因。
7、我们让操作人员在铲斗满载的情况以怠速举升动臂，发现动臂在举升到中间高度的时候停止了上升需要加大油门方可缓慢提升，而此时的工作系统压力仅为15MPa并未达到安全阀开启的条件，于是我们拆卸了动臂油缸小腔油管再次测试，发现动臂在中间高度停止上升时左侧油缸小腔有液压油流出，得出了油缸存在内泄的结论。可是为什么油缸在完全收回的位置并没有内泄的情况呢？在分析了装载机的工作情况后得出，该装载机主要用于隧道出渣装车，为了提高装车效率，操作手在铲满石渣后会一边倒车一边举升动臂，路面颠簸、急加速或是急刹车、又或是操作不熟练在满载的情况下猛降猛停动臂，都会对液压油缸造成冲击，时间一长就会使液压油缸的缸筒膨胀造成活塞与缸筒间的配合间隙增大，活塞密封不严形成内泄，专业术语称这种现象为“涨缸”。我们对发生 “涨缸”的左侧油缸进行了更换再试车，发现尽管有所改善但是举升时间仍然达不到标准，到目前为止仅剩最难拆装的工作泵没有进行检查了，于是我们只好再查工作泵。
7、我们在液压油温达到工作温度后，用手分别摸了一下工作泵和变速
泵的壳体，发现工作泵的温度明显高于变速泵达到了烫手的地步，于是将工作泵拆下进行解体检查。该工作泵系齿轮泵，拆开后发现齿轮两侧起密封作用的侧板已经磨出了凹槽且边缘有一处缺失导致泵发生内泄输出流量不足，内泄会产生大量的热量，所以泵壳会发烫。
在更换了工作泵后再次试车，动臂举升速度大幅提升达到了标准的6.5s，故障得以排除。
四、结语
1、该装载机据司机反映在上一个工点使用期间便一直有这个故障现象存在，修理人员也尝试进行过修理并更换了一些配件仍没能将故障排除。从我们本次的维修过程可以看出，在我们着手进行维修前修理人员一定要将设备的原理、性能参数掌握，并列出可能导致故障发生的点，然后根据先易后难的原则逐步检查，并对不满足标准的零部件进行拆检分析找出原因，才能彻底地找到故障原因及时排除。
2、工程机械由于作业环境恶劣，一定要严格按照厂家的要求对设备进行检查保养，本次的故障就是由于液压油污染后没有得到及时的更换，造成组合阀节流孔堵塞导致先导压力不足和液压泵严重磨损的情况。
参考文献：
[1]液压系统常见故障诊断 柳工技术研发部装载机室2005
[2]装载机液压系统讲座 柳工 2005
[3]柳工CLG856轮式装载机维护手册 柳工 2010
论文作者:袁万松
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/24
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