起重机液压回转系统故障原因分析及改进

驾驶室空调情况下出现回转速度慢、回转无动作等现象。

该现象的发生影响了夏季作业时操作人员的舒适性，为找

到故障根源，我们进行了理论分析与测试研究，并提出解

决方案。2工作原理该起重机液压系统釆用开式液压系统，液压泵输出的

压力油经支腿控制阀、中心回转体、回转缓冲换向阀向回

转马达供油，如图1所示。先导控制油口 a和b为换向阀、

110(更换新传动轴前、后，分别对传动轴处的近场噪声进行 测试，测试结果如图7所示。从图7可以看出，传动轴近场

lm处的噪声从103.5dB降到了 98.3dB0采用声学刷对更换

后的传动轴噪声进行测试，发现整机在频率2718Hz处最大噪

声值为llldB,比原传动轴处噪声（114dB）减少了 3dB,异

响基本消除。本文通过排除法对平地机异响不同原因进行分析，最终

通过更换新传动轴将噪声降低，由此证明传动轴本身为平地

机异响的主要原因。原传动轴最小工作长度为369mm,最大

工作长度为415mm,安装后其花键与轴套啮合长度较短。由

于二者啮合长度较短，造成传动轴长时间高速旋转过程中产

生一定的弯曲，最终导致平地机传动系统产生异响。原传动

60O

时间t/s

40轴在特定转速下与整个传动系统共振产生异响，调整工作长 度后，传动轴质量改变，相应的固有频率发生变化，传动系

图7传动轴近场噪声测试数据统异响消除。■34 I工程机械与维修阀的中位进油口P与回油口T相连通，依靠中位机能实

现卸荷。釆用液控六通型换向阀实现换向转动功能，具

有流量微调特性好以及操作、替换简单的优点。为防止受冲击时油液倒流，进油路和回油路上均设

计一个单向节流阀。三位六通换向阀的阀体一般设计成

七槽式结构，两边对称分布。阀体上设有7个通油槽，

其中中间和最两边的槽（第1、4、7个槽）与回油油路 相通，第2个和第6个槽分别与马达的进出油口相通，

回转缓冲换向阀第3个和第5个槽与回油口 T相通。根据系统对流量和

背压的需求，在阀杆上开设不同形式的节流槽。由于左

右位的工况相同，阀杆也设计成完全对称的结构形式。

a如图2所示。3故常排查由机器在不开驾驶室空调情况下回转速度正常，排 除先导控制系统故障的可能性。驾驶室开空调后回转无

力，说明回转马达在驾驶室开空调后流量不够，导致回 转速度变缓。分析主机回转液压系统可知，开空调后回

转缓冲换向阀T口会产生一定的背压。在回转溢流阀回

油口接压力表，测试空调系统开启后会产生5 ~ 6MPa

的背压。分析认为，该机回转无力的主要原因有以下2点： 一是回转溢流阀调定压力偏低，造成回转马达进、出油

口压差降低，从而导致其流量不足。二是回转换向阀阀 杆与阀体磨损严重，造成系统内泄严重，导致进入马达

流量不足。维修人员将回转溢流阀压力调高后，故障现

图1回转系统原理图象无改善。换新阀后开空调回转正常，由此判断故障原

因为回转换向阀阀杆与阀体磨损严重。拆解回转换向阀后对阀杆与阀芯孔尺寸进行检测，

提供稳定的先导压力，推动阀杆换向，使换向阀处于右位 或左位机能。液压泵输出的压力油通过进油口P进入回转

发现阀芯孔圆柱度严重超差。分析认为，开空调后T 口

背压增大，随着T 口背压增大阀杆液压卡紧力增大，阀

缓冲换向阀，并通过工作油口进入液压马达，推动马达转 动，实现起重机上车回转。液压马达回油经过回转缓冲换 向阀从油口 经过空调液压系统回油箱。空调系统串联

杆运动阻力增加，最终导致机器开空调回转无力。4改进方案针对以上问题，有2种改进方案：一是改进液压系统，

于回转缓冲换向阀的回油路上。回转缓冲换向阀为三位六通换向阀，这种形式换向将回转缓冲换向阀7■口直接接油箱，减少因开空调引起

的背压大问题。二是在不更改原有系统前提下，提高回

转换向阀零件精度，减少配合间隙的不对称偏差。第一

阀杆阀体种改进方案效果虽好，但改进难度较大，为此决定釆用

第2种方案。对回转换向阀具体改进措施如下：改变阀孔的壬行磨

工艺，保证阀孔圆柱度符合设计要求；改变阀杆表面硬

化处理工艺，采用变形小的电镀工艺，保证节流槽扭曲

1 2 3 4 5 6 7变形量；采用无心磨削工艺，提高阀杆圆柱度。通过工

艺上的改进，该起重机液压回转系统开空调回转动作异

图2回转缓冲换向阀部分结构

常问题得到彻底解决。■CM&M 2019.06 | 35