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静液压推土机严重跑偏故障排查分析

  • 发布时间:2020-07-27 10:54
  • 来源:《建设机械技术与管理》杂志
  • 作者:关祥龙 杨丽霞 余丽艳
  • 访问量:

【概要描述】我公司新研制的某型静液压推土机在使用过程中,其行走液压系统出现严重跑偏故障,本文就此类故障进行原因排查分析,可作为后续推土机故障处理及质量稳定性的依据。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

【概要描述】我公司新研制的某型静液压推土机在使用过程中,其行走液压系统出现严重跑偏故障,本文就此类故障进行原因排查分析,可作为后续推土机故障处理及质量稳定性的依据。

  • 分类:工程技术
  • 作者:关祥龙 杨丽霞 余丽艳
  • 来源:《建设机械技术与管理》杂志
  • 发布时间:2020-07-27 10:54
  • 访问量:
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  摘要:我公司新研制的某型静液压推土机在使用过程中,其行走液压系统出现严重跑偏故障,本文就此类故障进行原因排查分析,可作为后续推土机故障处理及质量稳定性的依据。

  关键词:静液压推土机;行走液压系统;严重跑偏;同步;

  1 故障现象

  我公司新研制的某型静液压推土机具有操作舒适、机动性强,高效等优点,目前已批量投入市场,备受客户认可。在市场投入初期该型推土机多次出现行走严重跑偏故障,严重影响用户使用及市场销售情况。严重跑偏是指推土机操作行走手柄下达直线行驶命令后,推土机在行走短距离内就发生大角度的偏离情况,如下图所示。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图1 推土机严重跑偏示意图

  2 静液压推土机行走功能介绍

  我公司静液压推土机行走液压系统采用两套独立闭式液压系统进行左右两侧动力驱动,如图2所示。每套闭式系统包括一个电控变量泵、一个电控变量马达等,马达带有速度传感器,用于监测马达实际输出转数,泵和马达上面带有控制排量变化的比例电磁阀,其根据接受到控制器的电流信号来完成泵和马达排量的调节,其中泵排量与控制电流成正比例关系,马达排量与电流成反比例关系。也就是闭式液压系统根据控制器信号进行相关车速的输出,在整车开始行走时随档位的变化(一般情况下F1~F10代表前进的10档位),泵的排量从0 开始增大,同时马达的排量保持为最大以提供最大的扭矩。随着车速增大,泵的排量逐渐增加到最大后,开始减小马达的排量以获得更高的车速,此时泵的排量维持最大不变,其中泵马达排量随车速变化趋势如图3所示,从图可知泵和马达衔接点在4档 (泵排量达到最大,马达排量开始减小)。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图2 静液压驱动系统分布

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图3 变量泵、变量马达排量与车速关系

  静液压推土机行走功能的完成除了液压系统部件外,电气零部件是必不可少的,比如行走电控手柄,显示器(从中可以查看发动机转数、档位信息及左右马达输出转数等信息)、控制器等,他们与液压系统结合共同完成推土机行走动作输出过程。简化的行走操纵控制原理如图4所示。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图4 控制原理

  为了防止两套闭式系统输出不一致问题,在整机控制策略中设置了同步同能,其作用就是整车直线行驶时,保证两侧变量马达输出转速同步,防止跑偏,也就是所谓纠偏功能。其方法就是:行驶时,控制器对左右侧变量马达转速传感器的输出脉冲分别进行计数累加,并持续比较,一旦出现差值,将通过控制器进行调节快的那一侧的电流来消除差异,原理如图所示:

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图5 同步功能

  3 故障分析

  根据市场故障反馈统计可知严重跑偏现象又存在不同的表现形式,通过对严重跑偏故障总结主要分为三种情况,下面主要通过三个案例进行相关分析。

  3.1低速时严重跑偏

  在推土机验证推土时出现严重左跑偏现象。并且测试左右侧行走液压系统压力,F4档时左侧压力正常,右侧(后泵)达到36Mpa正常情况约8MPA左右。同时同步功能处于开启状态。

  为了排除外在负载对液压系统的影响及更准确测试输出数据,需将推土机支车(关闭同步功能)进行测试,发现F4/R4档时,右侧履带转速明显高于左侧。通过读取马达转速发现,在大油门、F4档情况下,马达已经达到了最高转速3300多转/分,为最大车速时马达正常输出转数。测试F1到F3时,右马达转速随着档位升高而升高(F2时,右马达2300、左马达650),说明泵排量随档位变化而变化,泵本身调节不存在问题,此时右侧马达转速一直远高于左侧马达。同时测试F4到F9过程右侧马达转速不再变化,一直维持在最高转速上,说明右马达排量F4档后不再根据信号变化进行排量调节。判定为右马达一直处在最小排量没有复位,马达排量控制机构存在卡滞问题如图6位置所示,经过对马达电磁阀拆检发现电磁阀阀芯处存在铁屑,导致阀芯卡滞,马达维持最小排量无法复位。支车状态下测试右泵压力10.5Mpa,远小于不支车压力值 ,是由于推土机处于非正常性转弯状态下,左侧马达相当于加载状态,导致右侧系统高压。

静液压推土机严重跑偏故障排查分析

图6 马达控制机构

  3.2高速时严重跑偏

  从市场反馈某台静液压推土机工作2000h出现严重右跑偏故障。此类故障与案例一现象相反,低速时车速正常,当行驶速度在F4当以上时出现跑偏现象,并且随着车速档位升高跑偏程度越严重。

  支车后测试发现在F4档位以下时,左右马达输出转数基本一致,说明泵排量调节整正常,并且马达都处于最大排量状态。但随着档位升高后两侧马达差据变大,左侧马达速度继续升高,右侧速度随着档位升高变化不大维持在1400r左右。当达到最高F10时,左侧马达输出为2600r/min。为了更准准的反应左右两侧闭式液压系统输出情况将整车同步功能关闭,结果是右侧速度不变,左侧达到约3000r/min属于最高速的正常范围,将同步功能关闭后可以判定左侧系统无问题,至于两次测试速度相差400r/min是由于同步同能将左侧液压系统的电流进行纠偏处理(正常情况下纠偏功能纠偏能力是有限的)的结果。对于右侧闭式系统故障可以判定为马达变量机构无动作。再进一步分析与马达变量机构动作有关的部件。可能的原因有两个,1为电磁阀阀芯卡滞在原位不动作。2.电磁铁故障,导致电磁力不够导致阀芯不动作。综合分析及检测方便性来进行,首先排查电磁铁是否故障,通过检测电磁铁电阻发现现场电阻无穷大,正常值28欧姆左右。现场经过更换电磁铁后,恢复正常。此故障原因即为电磁铁故障导致马达不能变量,导致高速时严重跑偏。

  3.3高低速时严重跑偏

  此类故障发生在对推土机其他机械故障检修恢复后,起车行走推土机向左严重跑偏,推土机低速、高速全过程都存在,并且此类故障已经发生好几例。

  针对此故障,现场低速(低于F4)试车观察推土机实际输出情况,右侧马达输出能达到理论值,可认为右侧低速时正常,而左侧马达实际输出小于理论值,可判定泵输出流量有问题(马达处于小排量,左侧输出会比右侧块,与实际现象相悖)。读取故障时泵电流,发现左侧泵电流明显小于理论值,导致泵排量达不到要求值。

  为了进一步确认是否控制器或泵内部硬件问题,进行了高速(泵最大排量,马达最小)F10档试车,同时检测控制器电流输出,发现电流能够达到最大排量时对应电流,而左马达电流要大于理论电流值,即马达排量比理论大,而右泵和马达电流基本正常。从高速试车及F4-F10区间车速是变化的,说明泵、马达硬件本身不存在问题。综上所述,低速时左泵电流低于理论值,高速时左马达电流高于理论值,并且右泵马达与理论值保持一致,这与控制策略中同步功能相矛盾,从图5可知同步功能会根据左右马达输出转数差别,进行电流调节,而现实情况右侧闭式系统电流与正常值一致,没有发生变化,从而有理由怀疑是否由于同步功能故障导致此类现象。进而将同步功能关闭试车,发现严重跑偏现象基本消失,长距离试车,发现轻微偏移,可认为跑偏原因是同步功能故障导致。但更换控制器后(同步功能程序是在控制器内部),开启同步试车故障依然存在,关闭同步功能后功能基本正常,说明同步功能故障不是由于控制器控制内部原因,进一步分析导致同步异常原因也可能是输入信号错误导致,即传感器采集信号有问题。最终检查发现左右马达速度传感器线束插反,即在完成推土机维修后对马达线束恢复时插反。由于线束插反,右侧速度比左侧快,导致控制器端口接收信号是左侧比右侧块,在进行纠偏调整时,对左侧进行了降速处理(正确应对右侧调整),在同步功能纠偏作用下推土机越纠越偏。其中取消同步,长距离测试有轻微偏移,也说明左右侧闭式系统输出是有差别的。

  4.结论

  通过市场反馈,目前静液压推土机严重跑偏主要由以上原因导致,重要对象主要集中在马达本身的排查。其中对于电磁阀阀芯卡滞主要是油液清洁度不过关导致,油液清洁度要重点关注。对于电磁铁故障导致高速跑偏故障,根据行业统计电磁铁本身发生的故障非常低,但在市场中用户经常对推土机改装进行焊接操作,存在焊接时大电流对电磁铁损坏的可能性。所以焊接时需要将电器件接插件拔掉。第三种主要是人为原因导致的,零部件本身不存在问题。针对这种原因建议在对设备进行维护时对涉及到的线束进行标记,防止恢复时插错。

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近日,首台利勃海尔全新履带式起重机LR12500-1.0正式下线,并正式交付比利时起重机和重型运输承包商Sarens公司。未来新型履带式起重机将主要运用于可再生能源行业,例如处理海上风电设备。  
2022-04-21
沃尔沃集团总裁兼首席执行官龙世德:坚持可持续转型,共建理想明天
沃尔沃集团总裁兼首席执行官龙世德:坚持可持续转型,共建理想明天
面临国际变局与世界疫情局势,许多行业与企业迎接着全新的发展机遇和行业趋势。作为全球领先的交通运输企业,沃尔沃集团与众多全球企业一道变中求新、变中求进,深耕中国,携手共进,共创未来。 
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面临国际变局与世界疫情局势,许多行业与企业迎接着全新的发展机遇和行业趋势。作为全球领先的交通运输企业,沃尔沃集团与众多全球企业一道变中求新、变中求进,深耕中国,携手共进,共创未来。 
2022-04-20
南方路机ERP:智能支持做的好,“双碳”目标没烦恼!
南方路机ERP:智能支持做的好,“双碳”目标没烦恼!
相较传统ERP而言,南方路机这套沥青ERP智能控制系统都有哪些优势,获得了客户的认可呢?
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相较传统ERP而言,南方路机这套沥青ERP智能控制系统都有哪些优势,获得了客户的认可呢?
2022-04-20
世界知识产权日:创新驱动成就知产实力派,中联重科打造装备智造标杆
世界知识产权日:创新驱动成就知产实力派,中联重科打造装备智造标杆
4月26日,在第22个“世界知识产权日”当天,“保护知识产权驻企业工作站”挂牌仪式在中联科技园举行。中联重科是荣获长沙市公安局、长沙市知识产权局授牌的第一批装备制造高科技企业。这既是对中联重科技术创新和研发制造实力的认可,也是对公司知识产权保护工作的肯定与支持。 
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4月26日,在第22个“世界知识产权日”当天,“保护知识产权驻企业工作站”挂牌仪式在中联科技园举行。中联重科是荣获长沙市公安局、长沙市知识产权局授牌的第一批装备制造高科技企业。这既是对中联重科技术创新和研发制造实力的认可,也是对公司知识产权保护工作的肯定与支持。 
2022-04-27
关于第十六届 BICES 延期至 2022 年 7 月 6 日至 9 日举办的通知
关于第十六届 BICES 延期至 2022 年 7 月 6 日至 9 日举办的通知
将第十六届中国国际工程机械、建材机械及矿山机械展览与技术交流会(BICES)由原定5月延期至2022年7月6日至9日举办,展出地点国家会展中心(天津)不变。  
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将第十六届中国国际工程机械、建材机械及矿山机械展览与技术交流会(BICES)由原定5月延期至2022年7月6日至9日举办,展出地点国家会展中心(天津)不变。  
2022-04-20
净利润逆市增长超50%!徐工机械年报再创历史新高!
净利润逆市增长超50%!徐工机械年报再创历史新高!
2021年,工程机械景气度有所下降,但徐工机械(000425.SZ)却交出了一份高于行业平均增速水平的高质量发展答卷,工程机械龙头本色进一步凸显。徐工机械2021年报亮点频现,在收入与净利润、现金流、国际化、研发投入等方面尤其明显。  
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2021年,工程机械景气度有所下降,但徐工机械(000425.SZ)却交出了一份高于行业平均增速水平的高质量发展答卷,工程机械龙头本色进一步凸显。徐工机械2021年报亮点频现,在收入与净利润、现金流、国际化、研发投入等方面尤其明显。  
2022-04-19
先进制造智慧智能!中联重科入选2021中国智能制造50强
先进制造智慧智能!中联重科入选2021中国智能制造50强
近日,中国科学院《互联网周刊》、eNet研究院、德本咨询联合发布2021中国智能制造50强排行榜。其中,中联重科凭借“工程机械先进制造智慧智能”成功入选。
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近日,中国科学院《互联网周刊》、eNet研究院、德本咨询联合发布2021中国智能制造50强排行榜。其中,中联重科凭借“工程机械先进制造智慧智能”成功入选。
2022-04-13
卡特彼勒将与世界最大金矿公司携手打造零排放、自动化矿场
卡特彼勒将与世界最大金矿公司携手打造零排放、自动化矿场
在近100年的发展历程中,卡特彼勒始终与客户携手共进,致力于实现“建设更加美好的世界”的目标。去年11月,卡特彼勒与世界上最大的金矿公司纽蒙特矿业公司(NewmontCorporation)达成了一项协议,将向其交付互联、自动化、零碳排放的端对端采矿系统,携手打造更加安全、生产效率更高的矿场,以助力纽蒙特公司实现其到2030年将温室气体减排30%以上的目标。纽蒙特公司在2020年宣布了一项目标,即
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在近100年的发展历程中,卡特彼勒始终与客户携手共进,致力于实现“建设更加美好的世界”的目标。去年11月,卡特彼勒与世界上最大的金矿公司纽蒙特矿业公司(NewmontCorporation)达成了一项协议,将向其交付互联、自动化、零碳排放的端对端采矿系统,携手打造更加安全、生产效率更高的矿场,以助力纽蒙特公司实现其到2030年将温室气体减排30%以上的目标。纽蒙特公司在2020年宣布了一项目标,即
2022-04-12
大幅复苏!利勃海尔2021年全年度报告重磅发布
大幅复苏!利勃海尔2021年全年度报告重磅发布
利勃海尔集团2021年实现销售额116.39亿欧元,与上一年相比,同比增长12.6%,增加收入12.98亿欧元,十分接近2019年的历史纪录。  
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利勃海尔集团2021年实现销售额116.39亿欧元,与上一年相比,同比增长12.6%,增加收入12.98亿欧元,十分接近2019年的历史纪录。  
2022-04-11
中国盾构首次出口葡萄牙!中铁装备造!
中国盾构首次出口葡萄牙!中铁装备造!
4月6日,一场跨越万里的“云验收”在天津公司如约举行,中铁装备制造的土压平衡盾构机顺利通过客户验收,设备将应用于葡萄牙首都里斯本排水隧道项目,这是中国盾构机首次走进葡萄牙,也为中铁装备走向海外、服务全球增添了新的版图。 
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4月6日,一场跨越万里的“云验收”在天津公司如约举行,中铁装备制造的土压平衡盾构机顺利通过客户验收,设备将应用于葡萄牙首都里斯本排水隧道项目,这是中国盾构机首次走进葡萄牙,也为中铁装备走向海外、服务全球增添了新的版图。 
2022-04-07
铁建重工2021年铁建重工实现营收95.17亿元,同比增长25.05%
铁建重工2021年铁建重工实现营收95.17亿元,同比增长25.05%
3月30日,铁建重工(688425)披露科创板上市以来首份年报。报告期内,铁建重工实现营业收入95.17亿元,同比增长25.05%;实现净利润17.35亿元,同比增长10.74%。同时,铁建重工拟向全体股东每10股派发现金红利0.98元(含税),合计拟派发现金红利5.23亿元(含税),占公司2021年合并报表归属于上市公司股东净利润的30.12%。亮眼成绩单的背后,是铁建重工高精尖的研发实力,以及
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3月30日,铁建重工(688425)披露科创板上市以来首份年报。报告期内,铁建重工实现营业收入95.17亿元,同比增长25.05%;实现净利润17.35亿元,同比增长10.74%。同时,铁建重工拟向全体股东每10股派发现金红利0.98元(含税),合计拟派发现金红利5.23亿元(含税),占公司2021年合并报表归属于上市公司股东净利润的30.12%。亮眼成绩单的背后,是铁建重工高精尖的研发实力,以及
2022-04-01
柳工2021年实现营收约287.01亿元 同比增长10.48%
柳工2021年实现营收约287.01亿元 同比增长10.48%
柳工3月30日晚间发布年度业绩报告称,2021年营业收入约287.01亿元,同比增加10.48%;归属于上市公司股东的净利润约9.95亿元,同比减少30.9%;基本每股收益0.51元,同比减少31.08%。拟每10股派发现金红利1.6元(含税)、不送红股、不转增。
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柳工3月30日晚间发布年度业绩报告称,2021年营业收入约287.01亿元,同比增加10.48%;归属于上市公司股东的净利润约9.95亿元,同比减少30.9%;基本每股收益0.51元,同比减少31.08%。拟每10股派发现金红利1.6元(含税)、不送红股、不转增。
2022-04-01
中联重科2021年营收超671亿,新兴板块增长动能十足
中联重科2021年营收超671亿,新兴板块增长动能十足
3月30日,中联重科发布2021年年度业绩报告。报告期内,公司实现营业收入671.31亿元,同比增长3.11%。在全球疫情反复、行业多重承压的背景下,报告期内,公司深耕主业,发力新兴板块,营收逆势增长,实现了高质量发展。  
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3月30日,中联重科发布2021年年度业绩报告。报告期内,公司实现营业收入671.31亿元,同比增长3.11%。在全球疫情反复、行业多重承压的背景下,报告期内,公司深耕主业,发力新兴板块,营收逆势增长,实现了高质量发展。  
2022-03-31

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