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《工程机械重型汽车零部件》2007年 第1-2期 文章选登 评论 推荐打印论坛返回目录
装载机液压转向系故障诊断与排除

液压转向系的组成
     轮式装载机(以ZL40装载机为例)为装货方便行驶灵活,故车架分成两段,前后车架之间用铰连销和转向油缸相连。前车架之间装有工作装置和液压转向的执行机构(两侧各装有转向油缸,前架的右侧装有随动杆),后车架装有转向阀、转向油泵、油箱和过滤等装置。转弯时,转动转向盘,以接通转向油缸的油路,两转向油缸活塞杆形成一推一拉,使前后车架形成了相对转动,即前后架可绕铰连销偏转,从而使装载机实现了转向。由此看来,装载机的转向是液压转向,它主要由液压泵、执行机构油缸、控制机构、转向机(包括换向阀、随动杆、溢流阀、流量转换阀)、辅助元件(管接头、油管、滤清器、油箱等)组成

  (1)转向机转向机采用循环球式。循环球式转向机中一般有两级传动副,第一级是螺杆的轴颈支承在两轴承上,下端装有转向阀(三位四通阀)。转向螺母的下平面上加工成齿条,与齿扇轴内端的齿扇部分啮合。
  (2)转向阀转向阀主要由主阀体和滑阀等组成,其作用是不转向时即中间位置,封闭转向油缸油路,使装载机保持直线行驶或等半径转弯,转向时接通油缸不同腔的压力油路和回油路,以使油缸动作,实现转向。
  (3)溢流阀  溢流阀是确保液压转向系统的安全作用,以防压力过高时发生意外事故。它是一个先导溢流阀,由阀体、弹簧和阀芯等组成。
  (4)流量转换阀流量转换阀的作用是:根据发动机的不同转速来调整液压转向系统的流量,它依靠液压控制。发动机转速低时,液压转向系统的压力低转向不灵,这时流量转换的阀芯在弹簧的作用下移动,接通液压工作装置双联泵与转向系统的油路,双使发动机转速低时装载机安全行驶。发动机转速升高时,转向系统内的压力也升高,流量转换阀的阀芯,在转向系压力油的作用下滑移,将原双联泵提供的压力油路关闭,则双联泵停止向转向系支援。
    z150装载机恒流阀,其作用与上述情况相同。
  (5)随动杆随动杆由螺杆、球销、弹簧筒、转向臂等组成,其一端与转向臂花键联接,另一端是球销与前车架联接。其作用是转向时起随动作用。 
  (6)转向油缸转向油缸主要是由活塞及杆、油缸、以及密封件等组成。油缸与前车架相联,活塞杆与后车架相联,左转向油缸的活塞杆腔与右转向油缸的无活塞杆腔用油管相连,在压力油的作用下,使活塞作往复运动,使前车架与后车架相对转动,即执行驾驶员的指令而实现转向。
  (7)辅助元件辅助元件的油箱是用来储存转向系的液压用油。油管是连通液压元件间的油路。滤清器是过滤液压油中的杂质,以使油液清洁。

二、液压转向系工作原理
       工作原理转向油缸里油液的进出是由转向阀控制的,转向阀的壳体是联在转向机上,转向机的螺杆可上下移动,螺杆上下运动的最大距离为2mm。
        不转向时,转向阀的滑阀在弹簧的作用下,保持中位。转向油泵从油箱吸取的油液通过转向阀的回油路又流回油箱,形成系统内无负荷循环。与此同时,滑阀还封闭了转向油缸的油路,使前后铰接机架的联接具有一定的刚性,从而使装载机稳定行驶。
        当装载机右转向时,驾驶员向右转动转向盘,这时前车架还未动,由于转向机螺母通过转向臂轴及随动杆和前车架的联系,故转向螺母也不动,转向螺杆便在螺旋的作用下轴向运动,即螺杆下压滑阀。当滑阀移动量大于0.5mm时,便接通了油泵与右转向油缸联泵的压力油就会有一部分流至转向系,使之得到支援,与转向系油泵联合供油,即使发动机转速低,但液压转向系的油压也会升高,以的活塞杆腔(小腔)和左转向油缸无活塞杆腔(大腔)的压力油路,同时还接通了右转向油缸无活塞杆腔(大腔)和左转向油缸的有活塞杆腔(小腔)与油箱的回油路。当压力油进入转向油缸时,使左右转向油缸的活塞杆一伸一缩形成一推一拉,而前后车架相对偏转,前车架便推动随动杆、垂臂、转向臂轴及齿扇,使螺母、螺杆向上移动,这样,转向滑阀在弹簧的作用下回到中位,切断了油泵向转向油缸输油的油路,前后车架停止偏转。只有继续向右转动转
向盘时,使之再次打开转向阀(重复上述)才能继续转向。
        当向左转向时,驾驶员向左转动转向盘,螺杆带动转向滑阀上移。当滑阀移动量大于O.5-·Ⅱn后,接通右转向油缸无活塞杆腔和左转向油缸有活塞杆腔的油泵的压力油路,同时也接通了两转向油缸另一腔的回油路,此时两个油缸一拉一推使车前车架绕铰接销向左偏转,只有继续向左转动转向盘时,使之再次打开转向阀(重复上述)才能继续转向。
第二节  装载机液压转向系故障
        液压元件投入作用后,就会因磨损、老化等性能逐渐衰退,于是出现转向盘自由转动量过大,转向不灵等故障。
转向盘自由行程过大
       1.现象
        转动转向盘感觉比原始松动量大。
        2.原因分析
       由构造可知,从转向螺杆至随动杆的末端这一系列的机件之间都必然存在着装配间隙,而且这些间隙随着零件的磨损而增大,加之齿扇与螺母齿条的啮合间隙是可调的,如果调整不当会使间隙更大。驾驶员转动转向盘首先是转向盘空转阶段。转向盘空转阶段中的行程,称为转向盘自由行程。
    由上可知,转向盘的自由行程过大,必然是转向机内啮合间隙调整不当或其他机件磨损所造成,或者是随动杆的联接松动所致。
  3.诊断与排除
      一人来回转动转向盘,即从感到有阻力为极限,转到另一个感到有阻力为极限。另一人观察随动杆各联接部位松动情况。若明显松动,便是转向盘自由行程过大的故障所在,应对症排除。若上述松动情况不存在,便是转向机内齿扇与齿条啮合间隙过大所致,应予以调整。其调整方法是:将齿扇轴顶端(转向机内侧)调整锁紧螺母锁紧。
二、转向不灵
        1.现象
       同压路机和挖掘机。
        2.原因分析
        装载机的液压转向、组成与工作原理,与前述的压路机和挖掘机的组成与工作原理基本相同,所与压路机的液压转向不同之处是:压路机只有一个转向油缸,而装载机设有两个转向油缸以改善装载机的行驶和转向的稳定。另外,压路机液压转向系统没有随动装置。与挖掘机转向不同之处是:转向油缸比挖掘机多一个,随动方法不同和三位四通阀阀芯位移方法也不同。挖掘机的随动装置是一个转子油泵设在转向阀下端,而装载机是一个随动杆和转向机扇轮。挖掘机的转向阀是一个转阀,装载机的转向阀是一个阀芯为直线移动的换向阀。另外,装载机设有流量转换阀(zL50设有恒流阀)。
        由于装载机的液压转向系统与前述挖掘机和压路机组成和工作原理基本相同,所以分析和诊断与排除转向不灵的故障时,可参看前述压路机和挖掘机的原因分析、诊断与排除。

三、转向系统的调整
        1.随动杆的安装与调整
        (1)装载机必须成直线行驶状态。
        (2)随动杆的长度(球销中心至垂背中心)应为536mm,不符合时,将随动杆的球销端接头销紧螺母松开,然后用扳手将杆固定,并转动接头,旋入使其长度变短,反之,旋出使长度增加。
        (3)转向盘分中拆下转向垂臂,转动转向盘记下总圈数,然后再将转向盘转动至中间数,即转向分中。
        按以上要求完成后,将随动杆有球销一端装在前车架上,将转向垂背一端装在转向机转向臂轴上,并把螺母拧紧。
        2.溢流阀的调整
        (1)拆下溢流阀进油口处的螺塞,接上量程15.38MPa的压力表。
        (2)转动转向盘,使车架转到左侧或右侧的极限。
        (3)观察压力表  若压力表指示10.32MPa时,可旋转溢流阀上手轮,旋人为增压,反之,旋出为减压。
        若没有压力表时,可适当将溢流阀上调压手轮旋人或旋出半圈,最多旋一圈,观察转向灵敏度,若比原来有好转,可先暂用,待有用压力表检查的条件时,应再用压力表校检。

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