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「盟工破碎锤」液压破碎锤故障系列之拉缸篇
2021-11-25 中国工程机械商贸网

液压破碎锤是一种由液压能转换为机械能的破碎工具,它以挖掘机装载机工程机械为承载主机,作为其随机工具扩大了主机的功能和使用范围,广泛用于采石场、楼房解体、道路破碎及混凝土基础拆毁等作业。液压破碎锤在使用过程中,经常会发生活塞和缺体拉伤现象,活塞或缸体一旦被拉伤,就会增加缸体内高压油的泄漏,使液压破碎锤冲击功下降,降低生产效率。

液压破碎锤的工作原理如图 1 所示。在图1 (a) 状态时 ,液压油从 P 口进入换向阀 ,作用于小阀芯的 A 4 面上 ,小阀芯推动阀芯至下端位置。同时压力油经阀芯环形通道进入冲击活塞下腔 ,作用于活 塞的 A1 面上 ,活塞在液压油压力作用下克服氮气室作用力向上运动 ,并压缩氮气 ,活塞上腔的油液经O 口流回油箱。当活塞运动至信号口与前腔高压油相通时 ,如图 1 ( b) 所示 ,高压油由信号口经油道 e 进入阀芯环形承压面 A 5 处 ,因承压面积 A 5 > A4 , 阀芯上移 ,换向阀换向。图 1 ( c) 所示换向完毕 ,活塞下腔与回油路相通而形成低压,活塞在氮气室压力作用下向下冲击做功。当活塞冲击终止时 ,换向信号口与低压油相通,阀芯环形面 A5 卸压,小阀芯由于压力油的作用,推动阀芯换向,此时压力油又进入活塞下腔。重复上述动作 ,冲击活塞即完成一个往复行程。液压破碎锤工作时连续供油 ,以上循环动作连续高速进行,使液压破碎锤达到冲击做功的目的

.1)液压破碎锤动力学方程

本文摘抄于:

本文摘抄于:中国公里学报

【3】活塞与油缸的摩擦损伤简称拉缸

拉缸的原因简单罗列如下:

重要拉缸原因为【油膜】受损以及侧向力

1

(1.1)液压油油温的影响

液压油具有黏性,当液压油发生剪切变形时,液压油体内产生阻滞变形的内摩擦力。黏性表征了液压油抵抗剪切变形的能力,液压油抵抗剪切变形的能力用黏性来体现,而油液温度与黏度的关系如下:

从公式可以看出,当油温上升时,液压油的动力黏度随之降低,其抵抗剪切变形的能力下降,当温度上升到一定程度时,液压油的动力黏度急速下降,抗剪切变形的能力几乎消除失,受到自重及活塞往复运动时惯性的影响,液压油油膜就有可能建立不起来,从而使活塞与缸体之间的液压支撑(油膜)破坏,引起活塞拉伤(缸体的耐磨性一般高于活塞)

(1.2)液压油变质后的影响

导致液压油变质的原因较多,一般有:

1、制造装配过程中产生的,有未得到彻底清除的杂质;

2、因液压油流经的油管和储存油液的油桶含有杂质;

3、野外露天做作业环境恶劣,各种飞扬的物质颗粒进入液压系统;

4、液压系统维护时,拆装元件、管路等过程中造成污染物侵入,或加油,换油时使用了不洁的过滤容器,带进入污染物

5、因机械摩擦和化学反应等而导致的液压油污染。如液压油氧化变质,混入水份、空气,那么其黏度就会下降,从而破坏活塞和缸体之间的液压支撑(油膜);如果液压油混入颗粒污染物,那么活塞与缸体的间隙就会收到影响,不但会增大缸体和活塞的摩擦,也会影响活塞与缸体之间的液压支撑;

2

活塞和油缸的加工精度

活塞与缸体组成圆柱滑动副、滑动副之间有一定的间隙,在充满液压油的情况下相对运动,若活塞与缸体再加工、装配过程中存在偏心或者锥度,运动过程中产生的压差就会导致活塞收侧向力作用,加剧缸体与活塞之间的摩擦,从而引起活塞的拉伤;

由于加工缸体内孔和活塞的外径时,不可能聚堆无锥度,装配时,不可能绝对无偏心,因此运动过程中必然会产生侧向力,进而导致活塞拉伤;

3

钎杆反弹

液压破碎锤通过活塞击打钎杆而对外做功,由于力的作用是相互的,假设钎杆与活塞的打击面绝对的平整,则钎杆的反弹力的作用线与活塞的轴线一致,钎杆理论上不会受到侧向力,否则,活塞就会收到侧向力,进而导致活塞拉伤;

4

活塞与缸体的配合间隙

活塞与缸体的配合间隙受到材料、热处理及高温等因素的影响。一般来说,材料会随着温度的变化而产生变形,但是,通过适当的热处理可降低其变形量。材料的线性变形公式为:

以某品牌铬钢(配件用活塞材料)为例,其线膨胀系数=11.2(/℃),假设试验件线性直径为40mm,油温变化=80℃,通过计算可得其在直径方向上的热膨胀变形量为0.036㎜。但是,通过不同的热处理方式制造出来的试验件,在不同的温度下进行试验,得到的试验数据不同,如下图

活塞与缸体的配合间隙因材料、热处理方式不同而不同。在进行活塞与缸体配合间隙设计时,必须考虑变形因素,否则,热处理后配合间隙过小易导致活塞拉伤。

5

液压破碎锤工作过程中的钎杆偏打

在液压破碎锤的实际工作过程中,常常会出现钎杆偏打现象,加之钎杆尾部和活塞打击面不是绝对的平整,因此会产生侧向力,从而导致活塞拉伤;

避免方案:首先要保证钎杆与活塞打击接触面的均匀性,由于热处理过程中,上述平面会产生微量变形,因此在活塞与钎杆热处理后,需增加一道精车工序(将两个平面车平);其次,可以适当降低钎杆的硬度,防止使用过程中钎杆被活塞打碎,打裂,目前使用的钎杆硬度一般为HRC55,可以调整为HRC50,并降低其淬火层内的马氏体含量,从而提高其韧性;最后在使用过程中,要及时检查缸体内导向套,前缸体的完整性,防止因为导向装置的损坏而引起活塞在行程中出现偏心

6

贯穿螺丝性能不足,导致活塞偏打贯穿螺丝抗拉伸力不够,导致螺丝变长,包括定位销脱落,变形,从而紧固三缸力量放松,活塞做功时,产生侧向力,从而拉缸

7

斯特封断裂导致活塞下端拉伤

如图为活塞环斯特封断裂后,导致上下对称点(主油封)部位拉伤,如下图所示

下图为后果

9

防尘封翻边导致杂质进入油缸拉伤

破碎锤售后服务工程师是工程机械行业里面最辛苦的一个岗位,他必须具备的优秀品质首先是负责任和细心认真,以下为保养破碎锤时,更换主油封,安装活塞时,导致防尘翻边,造成的短期拉缸漏油

【4】拉缸类故障修复方法

(1)缸体研磨修复

(1)缸体修复设备的选用我们所使用的设备是一台高精度万能磨床【比较合理的设备和型号为“上海机床厂MM1450”】,最大磨削孔径φ500mm,行程 =1500mm。工作台的直线度在全行程长度内≤0.02mm,工作台移动倾斜度在全行程长度≤0.015mm,床头主轴径向跳动≤0.01 mm,床头主轴中心线对工作台移动的平行度≤ 0,01 mm

〈2)缸体的装卡将缸体装在主轴上的专门夹具上,按工艺要求,缸体外侧端面的跳动量≤0,01 mm。和隔离套相配合的缸体内孔与机床主轴的同轴度误差应≤0.005mm;

(3)磨削缸体:缸体中需要修复的两个不同尺寸的内孔,要经过粗磨和精磨两道工序来完成。粗磨时应将内径磨圆、拉伤之痕磨平;进行精磨时,应使其尺寸精度、位置精度、粗糙度符合图纸的要求(尺寸精度在0.01 mm以内,同轴度误差在0.01 mm以内,孔的圆柱度误差为

0.005mm,粗糙度=0.4 μm)。

(2)活塞研磨修复/更换活塞

推荐外圆磨床为MM1350高精度外圆磨床【小型号磨床需要高技能技师在正常水平发挥的情况下才能有可能做到同轴度良好】

材料的选择是活塞设计的关键问题,它决定活塞设计的成功与失败,决定零件寿命的长短。关于材料的选择,各国液压锤的制造商均称采用优质高级合金钢,但选材和工艺还有区别,一些液压锤的制造商,采用的是优质合金工具钢,整体淬火而成;而另一些制造商采用的是低碳合金钢渗碳淬火而成。采用高碳合金工具钢整体淬火的活塞,在工作中和钎杆接触的平面不变形,不易产生裂纹,而采用低碳合金钢渗碳淬火的活塞,在工作中和钎杆接触的平面易产生变形(平面凹陷)和裂纹,如果裂纹扩大,就会产生断裂使活塞报废。

以修复用活塞选材为合金工具钢为例,

活塞加工工艺流程如下:

备料—锻造—退火【消除应力、细化晶粒】—粗车外圆和中心孔—调质—精车外圆、槽—淬火—磨中心孔—磨外圆—磨工作边—去毛刺— 探伤—研磨中心孔—精磨外圆—检验— 油封—按照公差装入修复好的中缸体。

(本文来自二手挖掘机联盟官方)

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