通过对某船液压起货机故障的分析和排除,阐述了该起货机故障产生的原因、排除方法以及油马达配油壳体的修复法和配油轴活塞环的制造方法。

1 故障现象

该船液压起货机不能正常吊货,空钩起升时,吊钩尚可上升,但停止时,吊钩不能停住,缓慢下滑。经试车发现:吊重起升时,吊钩不动,系统油压很低。

2 故障原因分析

该起货机的液压系统原理图如图1所示。根据起货机的液压系统原理图分析,这是一个典型的内部漏泄问题,可能发生漏泄的液压元件有3个:换向闷内漏;阀组(包古平衡阀、两个安全阀、迫降阀)内漏;油马达内漏。检查按向阀和阀组比检查油马达容易,故先检查换向阀和阀组。

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3 换向阀和阀组的检查

制作两块盲板,将油马达进、出口的管路(图中E、F两点)盲死,启动起货机,操作换向阀,无论起升或下降。系统油压均能达到要求,这就证实了换向阀和阀组无内漏,同时也证实了油泵机组无问题。故障是由油马达内漏引起的。

4 油马达的检查及修理

该油马达为活塞连杆式油马达,解体油马达,打开配油壳体,取出配油轴,发现配油轴的活塞环断裂一个,且配油壳体内孔磨损严重,被断裂的活塞环划伤,故须修复配油壳体。方法如下:

4.1 油马连配油壳体的修复

(1)按照配油壳体的内孔尺寸,制作一个研磨轴。用研磨砂将配油壳体内孔的磨损痕迹和划痕研磨掉,配油壳体内孔的不圆度不大于0.04,不柱度不大于0.04。

(2)因配油壳体的内孔研磨后尺寸增大,使得其与配油轴的间隙增大,须补偿该间隙。将配油轴用外圆磨床磨圆后,表面镀一层硬铬,再用外圆磨床将其磨圆,配油壳体与配油轴的间隙为0.08~0.10mm。

4.2 活塞环的制作

船上投有活塞环备件,市场也买不到,只好自己制作,方法如下:

(1)活塞环材料的选择:活塞环常用材料为高强度灰铸铁(HT25-47及HT30-54)、合金铸铁、球墨铸铁(QT50-1.5及QT60-2)、钢材(合金钢或65Mn钢)。因油马达的活塞环不承受高温且润滑良好,因而可根据材料的易得程度选择,笔者采用65 Mn钢。

(2)活塞环尺寸的确定:

①根据配油壳体内孔直径确定所加工圆环的外径D:用内径百分表测量出气缸的准确尺寸为Φ102.13mm将圆环的外径D定为Φ102.13mm。

②据活塞上的活塞环槽深度确定活塞环的径向厚度t:对低压缸,活塞环的径向厚度应比活塞环槽深度小1.0mm;对高压缸,活塞环的径向厚度应比活塞环槽深度小0.5mm。

③据活塞上的活塞环槽高度确定活塞环的轴向高度:对Φ100mm的缸体,其活塞环的无地间隙安装值为0.02~0.06mm。

④根据活塞环的搭口间隙为0.3~0.5mm,将圆环切开。

⑤确定活塞环自由状态的开口间隙S:活塞环自由开口宽度S=0.1937(D-f),或S=(10%~20%)D。

根据数量需求,加工若干个圆环,按搭口间隙将圆环切开,在开口处用金属填块将其撑开,使其成为椭圆形,然后用夹具将其轴向夹紧,放入盐裕炉或电炉中加热至550~620℃,保温30~60℃,然后在空气中冷却。由于被加热后活塞环产生了塑性变形,撤掉金属填块后,即成为椭圆形。

热定型时金属填块的宽度B与活塞环自由开口宽度S的关系为:B=S+(0.2~0.25)S。

环经热定型后,拆下金属填块,其开口将有所回弹,此回弹的工艺补偿量为(0.2~0.25)S。

将活塞环换新,装复油马达,起货机工作正常。

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