混凝土泵车臂架系统故障诊断实例

陈建华++雷强

摘要：针对混凝土泵车在施工过程中，臂架系统会出现动作缓慢或臂架油缸掉臂等故障问题，结合泵车臂系统的结构特点，从泵车的电气和液压系统进行分析，诊断故障产生原因，并提出相应的解决方法，对迅速排除臂架系统的相关故障，保障施工进度和施工安全具有一定参考价值。

关键词：混凝土泵车；臂架系统；液压系统；故障排除

中图分类号：U415.5

文献标志码：B

引言

臂架系统是混凝土泵车的重要组成部分，泵车依靠臂架油缸的伸缩完成臂架的展开和收拢，从而将混凝土输送到指定的施工位置进行布料。但由于装配和使用等方面的原因，在泵车臂架系统施工过程中，臂架系统会出现动作缓慢及臂架掉臂等故障，这些故障会影响工程的施工进度和施工安全。为了准确快速地排除这些故障，需要技术服务人员熟知泵车的结构系统、电气系统和液压系统的工作原理，并遵循合理的诊断思路。

1 泵车臂架结构

混凝土泵车臂架系统是由多节臂架、连杆、油缸、输送管和连接件绞接而成的可收拢或展开的平面四连杆机构，如图l所示。臂架液压系统主要由油源回路、臂架变幅回路、臂架回转回路和支腿油路系统组成，包括臂架泵、多路阀组、液压油缸、平衡阀等多种组件；而臂架电气系统包括电控柜、遥控器、接收器、电磁阀等电气元件。臂架的液压和电气系统是泵车故障出现较多的部件，下面以臂架动作缓慢和臂架油缸掉臂为例分析泵车故障的诊断思路和排除方法。

2 臂架动作缓慢

2.1 故障现象

l台37m小排量混凝土泵车在施工过程中，臂架系统出现压力异常、动作缓慢并伴有油温升高的现象，严重影响工程进度。

2.2 臂架系统工作过程

进入工作状态后，操纵员操纵遥控器摇杆，接收器收到指令信号，柴油机自动升速至设定转速。遥控器发信号给接收器以控制多路阀组，使旁通阀得电且对应多路阀中单片电磁阀得电，臂架泵高压油经过多路阀到达臂架平衡阀。进入臂架油缸，活塞杆的伸缩带动连杆动作，从而使臂架展开或收拢到指定位置。臂架系统的动作也可以在近控操作状态下通过操作手柄实现。

2.3 故障原因分析

根据臂架系统的结构和工作原理，结合故障现象进行分析。臂架系统动作缓慢不仅与臂架泵工作状况、主溢流阀压力调定值、臂架多路阀组是否正常工作有关，还与臂架油缸是否泄漏以及液压油品质等有关，同时遥控器或接收器电信号输出与接收是否正常、多路阀电磁阀组是否得电也对其有影响。因此为了解决臂架系统的动作缓慢应该针对上述部件，按照合理的步骤进行检查。

2.4 故障诊断

（1）检查操控信号。切换操作近/遥控转换开关，将臂架控制由遥控状态切换到近控状态，在柴油机升速的情况下，拨动多路阀近控操纵手柄，观察臂架动作是否正常。经检查，近/遥控状态均出现相同故障现象，确定遥控器及近控开关之间不存在故障。

（2）检查臂架泵。启动臂架泵，观察臂架泵出油管道振动情况。经观察，出油管有较大振动现象，推测滤芯可能堵塞。另外，对于臂架泵进油管道设置有球阀的泵车，需要将球阀打开至全开位置，球阀的开度影响着进入臂架泵流量的大小，这可能是故障点。

（3）检查臂架多路阀组。臂架多路阀为负载敏感比例多路阀，如图2所示。先检查旁通阀得电状况，经检查，旁通阀线圈电阻值正常，得电正常；经检查，多路阀各片阀芯比例电磁铁得电正常，但阀芯移动有卡滞现象；检查多路阀中溢流阀，溢流阀调定值为34MPa，调定值正常；检查三通流量阀，发现流量阀阻尼孔有堵塞现象。

2.5 故障排除

通过以上检查推断，产生臂架动作缓慢故障的原因可能是由于液压油污染导致多路阀阀芯供油不畅造成的，因此处理方法如下。

拆下多路阀，拆开比例电磁铁，清洗阀块内的比例减压阀以及三通阀等部件，清洗后重新装配试机，臂架动作恢复正常，油温正常。但泵车工作几天后，相同的故障再次出现，经检查发现液压油脏污比较严重，并有轻微乳化现象，于是更换液压油和滤芯，选用美孚或壳牌46液压油，并清洗油泵、多路阀、液压缸等液压元件，在多路阀各操纵手柄位置上怠速运行调试液压系统，使泵车完全正常工作。

通过排除以上故障，应注意到比例电磁减压阀等阀类零件对液压油品质要求高，要做好日常检查和维护保养工作，防止油液污染、乳化等现象产生。

3 臂架掉臂

3.1 故障现象

某泵车在施工过程中，l臂架疑似出现掉臂现象，根据出厂调试的技术标准，在负重的条件下，臂架0.5h内自行滑移不得超过5cm，如果滑移超过标准值，就称之为掉臂现象。掉臂会给泵车施工造成很大的安全隐患，必须尽快处理。

3.2 臂架平衡阀锁止原理

臂架平衡锁止系统的液压原理如图3所示，臂架油缸进出油口前安装有平衡阀，以液压缸有杆腔进油为例，高压油经过多路阀到达有杆腔平衡阀后进入有杆腔，同时该平衡阀会产生压力油通过管道打开液压缸无杆腔平衡阀，无杆腔油液通过平衡阀流回油箱，形成回路。当有杆腔无高压油时，无杆腔平衡阀不能打开，液压缸锁止不动，保证臂架不出现向下滑移。

3.3 故障原因分析

平衡锁止阀是防止臂架掉臂的关键元件，也是排除故障时的必检元件。根据平衡阀锁止原理分析，出现掉臂的原因与平衡阀和油缸的内泄漏有关，因此应重点检查平衡阀和油缸。

3.4 故障诊断

起动泵车，将泵车切换到泵送挡，展开l#臂架与2#臂架，如图4所示，并使2#臂架最下端离地lOcm左右，停机。在l#臂架油缸活塞杆靠近活塞杆密封圈5cm处涂抹少量黄油，利用黄油标记点观察活塞杆与油缸之间的相对位移，观察30min，经检查，活塞杆滑移超过 cm，确定l#臂架存在掉臂故障。

确定故障点。拆开l#臂架油缸有杆腔液压锁2的进油管，使之与液压锁脱开，取消平衡阀的控制油路压力。再观察黄油标记点的相对位移，同时观察液压锁拆开处的接头体开口处流油情况。若接头处有油液流出，且l#臂下落，说明油缸密封内泄；若有油液流出，但l#臂不掉，则是平衡阀内泄。

3.5 故障排除

经检查，液压锁拆开的接头体开口处有油液流出，但l#臂未下落，判定引起臂架掉臂的原因是平衡阀内泄。于是支撑好臂架，拆下l#臂架平衡阀组，如图5所示，经检查，该平衡阀为oil-control平衡阀，其控制流量为60L·min^-1，调压范围为lO～40MPa。拆解阀发现阀内密封圈损坏，清洗平衡阀，更换密封圈，重新调整平衡阀的压力值，使活塞腔压力值调整为35MPa，活塞杆腔压力值调整为32MPa，然后上紧锁紧螺母，拧紧力矩为ll±lN·m。经再次检验，臂架未出现掉臂现象。

4 结语

混凝土泵车结构比较复杂，部分液压元件对油液品质要求高，而工程机械的施工环境较为恶劣，液压油容易受到污染，致使液压元件不能正常的工作，并表现出不同的故障现象。因此，正确选择液压油并注意定期检查维护液压系统，有利于提高泵车的工作效率。而且在装配系统元件的过程中，应按照企业或行业标准进行规范操作，同时要对元件进行日常的检查和维护，减少发生故障的几率。endprint