自卸车前顶多级缸漏油故障树分析

陈振华 周 燕 成 梁

本文针对自卸车前顶多级缸漏油问题建立了故障树，对产生问题的底事件进行了分类分析并给出了相应的解决建议，具有一定的参考意义。

近年来，随着基础建设投入的不断加大、西部大开发的不断推进、矿产资源的不断发掘开采，自卸车市场也越来越大，并且呈几何级的数量增长。作为自卸车的重要零部件——自卸车多级缸的应用越来越广泛。由于受产销数量的快速增长、多级缸和上装设计制造企业水平的参差不齐、用户素质的高低不一、市场价格等因素的影响，产品质量问题(如漏油、乱缸、卡滞等)出现的次数也逐渐增多，这不仅影响用户的工作效率，而且会造成一定的经济损失，所以需要相关生产厂家“知彼知己”，深入分析问题出现的原因，找出解决问题的办法，提高产品的质量，才是产品能在行业中有长久立足之本。

1 自卸车多级缸工作原理

如图1所示，自卸车多级缸由2个或多个活塞式缸筒套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞缸筒依次伸出可获得很长的行程，依次缩回时缸的轴向尺寸很小。当通入压力油时，活塞缸筒由大到小依次伸出；缩回时，靠车厢的重力作用将活塞缸筒则由小到大依次压回。

2 多级缸漏油故障树分析

漏油主要集中的部位为各级缸筒之间，引起漏油的原因有很多，如油封损坏、缸筒外表面有划伤、多次偏载举升以及油缸安装不符合要求等等，下面通过建立故障树进行分析。

2.1 建立多级缸漏油故障树

图2中各项所代表的故障原因如下：

A1——油缸漏油；

A2——密封件失效；

A8——密封圈磨损失效；

X12——油缸运动太过频繁、运行速度太快；

X13——缸筒外表面粗糙度差；

X14——密封槽底粗糙度差；

A9——密封圈低温失效；

X15——密封圈在低温环境中变硬、补偿量不足；

A3——密封沟槽尺寸超差；

A10——密封沟槽尺寸超差；

X16——密封圈沟槽深度超差，过深；

X17——密封圈沟槽深度超差，过浅；

A11——密封圈沟槽形位尺寸超差；

X18——密封圈沟槽圆度尺寸超差，加工椭圆；

X19——密封圈沟槽同轴度超差，不同心；

A4——缸筒外圆超差；

X1——缸筒外圆超差，尺寸小，密封唇口与密封面过盈量小；

X2——缸筒外圆超差，尺寸大，密封唇口与密封面过盈量大；

X3——缸筒外圆圆度超差，加工椭圆；

X4——缸筒外圆直线度差；

X5——缸筒加工偏壁，同轴度差；

A5——清洗、装配、试验问题；

X6——油缸零部件未清洗干净，混有铁屑或其他杂质颗粒，损坏缸筒或密封；

X7——缸筒装配引角尖角毛刺未清理干净，拉伤密封圈；

X8——试验油液脏，有杂质颗粒进入并残留在油缸内部；

A6——缸筒表面拉伤；

A12——缸筒(含活塞杆)台阶(外卡键)塑性变形或磕伤；

X20——出厂限位阀调整不正确，油缸全行程伸出限位阀仍未触发；

X21——限位阀调整好后未拧紧锁紧螺母，调整螺杆掉落；

X22——设计大厢最大举升角度偏小，用户私调限位阀，导致油缸全伸；

X23——缸筒(含活塞杆)台阶(外卡键)机械性能低；

X24——外卡键收缩力差，撞击时外冲；

X25——活塞杆台阶(外卡键)挤压面积小；

X26——支撑环承载能力低；

X27——挡位太高、转速太高；

X28——油缸安装不符合要求，存在严重偏差；

X29——偏斜举升；

X30——大厢举升机构运动副(油缸支座支架、后翻转轴等)不润滑；

A13——缸筒杆端内台阶(内卡键)塑性变形或磕伤；

X20——出厂限位阀调整不正确，油缸全行程伸出限位阀仍未触发；

X21——限位阀调整好后未拧紧锁紧螺母，调整螺杆掉落；

X22——设计大厢最大举升角度偏小，用户私调限位阀，导致油缸全伸；

X31——缸筒内台阶(外卡键)机械性能低；

X32——缸筒内台阶(外卡键)挤压面积小；

X26——支撑环承载能力低；

X27——挡位太高、转速太高；

X28——油缸安装不符合要求，存在严重偏差；

X29——偏斜举升；

X30——大厢举升机构运动副(油缸支座支架、后翻转轴等)不润滑；

A14——其他拉缸原因；

X33——油缸举升到一定角度后车厢前板下角与缸筒发生碰擦；

X34——落厢行车；

X11——大螺母松动；

A7——其他漏油原因；

X9——偏斜举升；

X10——车辆超载；

X11——大螺母松动。

2.2 漏油故障底事件分析及解决建议

(1) X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X13、X14、X16、X17、X18、X19是多级缸厂家生产环节中质量控制不当造成的故障原因，需要生产厂家加强对生产环节中每个工序(工步)的质量控制。

(2)X15、X23、X24、X25、X26属于多级缸设计环节产生的故障原因。X15底事件(故障树分析中仅导致其他事件的原因事件——编者注) 是设计选型的问题，选型时要兼顾考虑在低温状态下同时具有良好静态和动态密封性能及启动摩擦力低的密封，再加上合理的密封结构形式，这样问题便迎刃而解；X23、X24、X25、X26、 X31、X32底事件造成顶事件(故障树分析中所关心的结果事件——编者注)的原因主要是设计人员未充分调研了解油缸的实际使用工况，因此建议根据市场中自卸车功用的不同——公路自卸、矿运自卸还是工程自卸，为用户市场量身打造相应的油缸系列，如矿运自卸，“高频短驳”是其特点，行程末端高频高速碰撞挤压是设计人员需要关注的地方，应针对相应薄弱环节改进加强。

(3)X9、X10、X11、X12、X 22、X27、X29、X30、X34是终端用户使用环节容易产生的故障原因，可人为控制避免。建议用户严格按《自卸车操作及保养指南》来正确使用、保养自卸车及液压系统，形成良好的用车及保养习惯，在不知原理功用的情况下尽量避免私自乱改乱动。

(4)X20、X21、X22、X28、X33是上装厂家设计安装环节造成的故障，这些是造成漏油的主要原因。

X20、X21、X28是上装厂家油缸安装的问题，只要保证工人严格按《安装指南》执行便能解决问题。

若要根除X22底事件，上装厂家设计人员需要明确：①倾卸货物的安息角(见表1)。②车厢最大举升角必须大于货物安息角。自卸汽车车厢最大举升角在50°～55°之间居多。最大举升角大，有利于车厢内的货物卸净，但过大的倾斜角会导致卸货稳定性差，货厢不容易复位。③在设定最大举升角时，车厢后栏板与地面须保持一定的间距，同时避免车厢倾卸时与底盘纵梁后端发生运动干涉。

若要解决X33底事件，上装厂家一是可以将大厢前板下端直角改为斜角；二是可以在油缸上支架底部焊接刚性好的提升板或加强型材；三是保证油缸末端缸筒伸出后前板下端与缸筒的距离≥50 mm。

3 结论

自卸车多级缸质量及寿命与其自身设计制造厂家、自卸车上装设计制造厂家、用户等环节相关，需要每个环节配合协作，当然更需要相关设计制造厂家深耕用户市场，做到“有的放矢”，提供优质的产品，更好地为用户服务。