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如何将故障三联泵改造为双联泵 方法

  我单位在安哥拉工程施工中所使用某些工程机械的三联泵因体积大、结构复杂、价格昂贵,且不属于易损件,所以未购置备品配件。在一次施工过程中,1台QY50型汽车起重机和1台D7型液压钻机发生了三联泵中某1个泵损坏的情况。经在当地询问没有此种配件,而订货的供货期在20天以上,且只供应总成件。为了不延误施工工期,我们决定尝试将这2台设备三联泵改为双联泵。

  


 

  1.汽车起重机故障三联泵的改造

  (1) 故障现象

  1台QY50型汽车起重机,工作中第3级泵(泵3)铝合金外壳发生破裂,其功能无法修复,致使支腿和回转无动作。该机液压系统装有的三联齿轮泵排量分别为80 mL/r、63 mL/r和40 mL/r,额定压力为25 MPa。

  (2) 液压系统原理

  该型起重机液压系统如图1所示。泵3向支腿、回转液压系统和起重操作室的空调马达供油,这3者之间为串联连接。当支腿选择阀处在中位时,支腿液压系统不工作,泵3向回转液压系统和空调马达供油。支腿工作选择阀不在中位时,支腿液压系统处于工作状态,回转液压系统和空调马达的供油被切断。

  泵2主要向吊臂伸缩和变幅机构液压系统供油,泵1主要向主钩和副钩液压系统供油,且泵1和泵2的压力油通过合流阀组进行汇合,共同驱动工作装置。如果吊臂伸缩和变幅手柄(包含在吊臂伸缩和变幅阀组中,图1没有具体画出)均处于中位时,合流阀组将泵2和泵1的压力油汇合,共同向主钩和副钩液压系统供油;如果主钩和副钩操作手柄(包含在主钩和副钩控制阀组中,图1没有具体画出)均处于中位时,合流阀组将泵1与泵2的压力油汇合,共同向吊臂伸缩和变幅机构液压系统供油;如果泵1、泵2均向各自的工作装置供油,则不合流;如果这4个操作手柄均处于中位时,则泵1、泵2卸荷,其中泵2的油经吊臂伸缩和变幅阀组、D1-D2油管、油冷却器回到油箱。

  (3) 改造方法

  首先,解体故障三联泵,焊补泵3外壳。再取下泵3的传动花键套,将泵3装回原位,封闭泵3的出油口,使其只起到泵组端部密封作用。

  其次,将泵3所负责的支腿、回转液压系统和空调马达的油管串接到泵2的管路上,由泵2供油,相关油路更改如图1中的粗虚线所示。图1中A1- A2、B1- B2、C1- C2、D1- D2、E1- E2这5个部位原来是连通的,改造时断开这5处管路。

  


 

  最后,加工相应的连接管件,分别将B1与 A2、C1与 D2、C2与E2连接起来,并将A1、B2、D1、E1端口封闭。

  改造后,原故障三联泵只有泵1、泵2工作,泵3失去作用,三联泵实质上变成了双联泵。

  (4) 改造后的使用效果

  该起重机三联泵经改造后,存在以下3个不利因素:

  一是主、副钩起升马达和吊臂缸的最大油压下降。这是因为改造前,支腿和回转液压回路由泵3供油,其安全阀压力是18 MPa。改由泵2供油后,为保持其安全阀开启压力不变,该压力值不作调整,这使得泵2的输出压力由原来的25 MPa降为18 MPa以下。由泵1供油的吊臂变幅、吊臂伸缩液压回路安全阀压力(图1中没有具体画出)原来也是25 MPa,但受到泵1、泵2合流作用的影响,其压力也降为18 MPa以下。虽然主、副钩起升马达和吊臂缸油压有所下降,但是在实际使用中能满足绝大多数工况的要求,对吊装安全也没有不利影响。

  二是空调马达转速偏高。当吊臂回缩或下降时,由于有关液压缸产生泵油作用,致使供给空调马达的流量太大。对此,可断开空调马达电磁阀电路,让其停止工作,使来油经电磁阀的旁通油道、油冷却器流回油箱。对操作室则可采取其他降温措施。

  三是支腿动作和回转动作偏快。这是改由流量更大的泵2供油造成的,操作人员使用较小油门作业即可。

  该起重机将故障三联泵改造为双联泵后,在合流阀组的作用下,转台回转和吊臂伸缩、变幅等动作仍可同时进行,只是进行上述动作时,应先操作吊臂相关动作,使泵1与泵2的压力油通过合流阀组合流。而当回转操作阀动作后,泵2将停止向吊臂伸缩或变幅缸供油。

  该机三联泵经改造后已经正常使用数月,其各功能基本不变,不但保证了安哥拉工程施工的顺利进行,还节约了修理费用。

  2. 液压钻机故障三联泵的改造

  (1) 故障现象

  1台D7型液压钻机运行到1 700 h后,其三联泵的1个花键套出现磨损现象,导致动力传递不到后两级液压泵,从而造成发动机冷却液和液压油温度异常升高。

  (2)液压系统原理

  该钻机液压系统由1个独立齿轮泵(图2中没有画出)、1个恒压柱塞泵(泵A)和1组三联齿轮泵(泵B、泵C、泵D),三联齿轮泵流量分别是33 mL/r、16 mL/r和16 mL/r,如图2所示。

  泵A在钻机空载和行走状态下的工作压力分别为2 MPa和25 MPa,在低冲击和高冲击状态下的工作压力分别为15 MPa和 20 MPa,且为恒压压力。泵D、泵C的出口安全阀压力分别为21 MPa和25 MPa 。

  三联泵中,泵A向冲击、推进和储杆机构供油,泵B单独为凿岩机的回转液压系统供油,泵C与泵A一起为钻臂定位和履带偏摆液压系统供油,泵D向风扇马达供油(到履带偏摆缸的4个解锁油口的流量为零)。当三联泵的泵C花键套磨损后,泵C和泵D即停止工作,钻臂定位和履带偏摆液压系统供油量减少,冷却风扇无法转动。

  (3)改造方法

  该机是土石方开挖施工的龙头机械,为尽快修复,经分析决定将该三联泵改为双联泵使用。

  首先拆解三联泵进行重新组装。重装时将泵C与泵D的位置对调(此2泵结构相同),用泵D正常的花键套连接泵B与泵D,取下泵C已经损坏的花键套,将泵C安装在泵D尾部。

  然后将泵D与泵C的相关管路进行更改,如图2中的粗虚线所示,即将泵D代替泵C,向泵C原来的输出管路供油,相关的安全阀压力则不必调整。如此改进后,虽然泵C与泵D仍由原来的输出管路连接,但是由于其管路中装有单向阀,压力油不会通过泵C流回油箱。经过上述改造,原故障三联泵实质上变成了双联泵。

  (4)改造后的使用效果

  该钻机经改造后,钻臂定位系统和履带偏摆系统只能由泵A来供油。钻机启动后不做动作时,只有将'钻孔/慢走/快走/预热选择开关'扳到钻孔挡时,泵A才输出25 MPa压力油;扳到其余挡时,泵A仅输出约2 MPa压力油。

  要实施钻臂定位和履带偏摆动作,需要将'钻孔/慢走/快走/预热选择开关'扳到钻孔挡。但是当将'钻孔/慢走/快走/预热选择开关'扳到钻孔挡后,该开关却将履带偏摆电磁阀的线路断开,使得履带偏摆系统不能工作。即当油压足够时,无法操作履带偏摆电磁阀;而可以操作履带偏摆电磁阀时,油压又不足。因此还要对相关电路略作改动。电路改进如图3所示,即将履带偏摆开关与'钻孔/慢行/快行/预热选择开关' 的连接由D端口改到E端口(E端口在该开关处在钻孔挡时连通+24 V电源)。

  该钻机三联泵经改造后,实际使用表明,其钻孔、行走等使用功能基本不变,只是在实施钻臂定位和履带偏摆动作之前,须在不钻孔的前提下将'钻孔/慢行/快行/预热选择开关'扳到钻孔挡。这些相关操作,操作人员能很快适应,并不影响钻机的使用安全。

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