履帶式強(qiáng)夯機(jī)是一種夯實(shí)機(jī)械設(shè)備，作業(yè)時(shí)將較大質(zhì)量的夯錘吊起一定高度，然后釋放夯錘卷揚(yáng)制動(dòng)器，夯錘自由下落夯擊地面，使地基迅速密實(shí)。履帶式強(qiáng)夯機(jī)廣泛應(yīng)用于各種大中型建筑工程的地基夯實(shí)施工，也可用于貨物的吊裝。

1 主卷揚(yáng)液壓系統(tǒng)工作原理

履帶式強(qiáng)夯機(jī)通過主卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夯錘等物品的起吊和下放功能，因此主卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的性能好壞對強(qiáng)夯機(jī)整機(jī)的性能尤其重要。

我公司生產(chǎn)的 3500kN·m 履帶式強(qiáng)夯機(jī)主卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)主要由主卷揚(yáng) 1、制動(dòng)器 2、液壓馬達(dá) 3、平衡閥 4、卷筒 5 等部件組成，其工作原理如圖 1 所示。當(dāng)強(qiáng)夯機(jī)提升夯錘時(shí)，液壓馬達(dá) 3 工作，制動(dòng)器 2 在平衡閥 4控制下打開，液壓馬達(dá) 3 帶動(dòng)主卷揚(yáng)行星減速器開始轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過常閉離合器帶動(dòng)卷筒 5 轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒 5 帶動(dòng)鋼絲繩提升夯錘。

夯錘被提升至設(shè)定高度后，液壓馬達(dá) 3 停止工作，同時(shí)液壓油失壓。失壓后平衡閥 4 控制制動(dòng)器 2 閉合制動(dòng)，行星減速器停止工作。強(qiáng)夯機(jī)釋放夯錘后，夯錘以自由落體夯擊地面，從而達(dá)到使地基迅速密實(shí)的目的。

2 故障現(xiàn)象

該履帶式強(qiáng)夯機(jī)在調(diào)試過程中，主卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)提升夯錘后出現(xiàn)了不能停留在設(shè)定高度的故障，且出現(xiàn)不同程度的溜鉤。我們本著從設(shè)計(jì)源頭查找問題的方法，通過分析主卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的工作原理得知，制動(dòng)器制動(dòng)緩慢，可能是造成主卷揚(yáng)溜鉤的直接原因。

3 原因分析

制動(dòng)器制動(dòng)緩慢分為機(jī)械故障和液壓系統(tǒng)故障兩種，機(jī)械故障可能是制動(dòng)器出現(xiàn)故障，液壓系統(tǒng)故障可能是制動(dòng)油路發(fā)生故障。

3.1 制動(dòng)器故障分析

減速器制動(dòng)器由多個(gè)摩擦片組成，在長時(shí)間制動(dòng)接合、分離過程中，摩擦片可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。或者制動(dòng)彈簧預(yù)緊力不足現(xiàn)象，從而導(dǎo)致制動(dòng)器制動(dòng)力不夠，出現(xiàn)主卷揚(yáng)溜鉤故障。

為此，我們從檢查制動(dòng)器摩擦片的磨損情況和調(diào)節(jié)制動(dòng)彈簧的預(yù)緊力 2 方面進(jìn)行了故障排查，經(jīng)過排查，以上2 方面都符合設(shè)計(jì)要求。

3.2 液壓油路故障分析

若減速器制動(dòng)器的制動(dòng)油路發(fā)生故障，如制動(dòng)器回油緩慢，會(huì)造成液壓系統(tǒng)對制動(dòng)彈簧持續(xù)施力，制動(dòng)彈簧達(dá)不到有效制動(dòng)力和行程，就會(huì)出現(xiàn)溜鉤現(xiàn)象。制動(dòng)器回油可按照同一部件恒功率原則，依相關(guān)公式可判斷是否有故障：

Q 1×P 1=Q 2×P 2

式中：Q 1——標(biāo)準(zhǔn)工況流量，9L/min；

P 1——標(biāo)準(zhǔn)工況的回油壓力，0.5MPa；

Q 2——實(shí)測流量， L/min；

P 2——實(shí)測回油壓力，MPa。

用壓力表測量平衡閥處回油管路的壓力值，回油管路壓力應(yīng)為 0 ～ 0.5MPa。若測量值不大于 0.5MPa，則制動(dòng)回油實(shí)際流量大于標(biāo)況流量（9L/min），油路暢通，溜鉤原因應(yīng)為制動(dòng)器故障。若測量值大于 0.5MPa，說明制動(dòng)回油實(shí)際流量小于標(biāo)準(zhǔn)工況流量（9L/min），油路不暢通，說明回油管路有部分液壓油滯留，溜鉤原因應(yīng)為制動(dòng)油路的故障，應(yīng)減小回油壓力。

技術(shù)人員用壓力表測量了平衡閥回油管路的壓力值為0.7MPa，根據(jù)公式計(jì)算出實(shí)際流量為 6.4L/min, 小于標(biāo)況流量 9L/min，因此判斷出存在液壓油滯留制動(dòng)器現(xiàn)象。 工作人員采取清洗相應(yīng)油路、更換回油濾芯等措施排出了液壓油有雜質(zhì)的問題，經(jīng)過試驗(yàn)仍有溜鉤故障存在，因此判斷液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)可能存在問題。

4 改進(jìn)方法

為了增加回油流量降低制動(dòng)回油壓力，保持回油通暢，我們從以下兩方面進(jìn)行了改進(jìn)。

一 是 增 大 回 油 管 路 管 徑， 從 原 來 DN12 增 加 到DN15，使回油順暢。

二是增加局部旁通回油管路，如圖 2 所示，對制動(dòng)油路的回油起分流作用，減輕平衡閥處的回油壓力。

5 改進(jìn)效果

技術(shù)人員隨后對改進(jìn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了驗(yàn)證。增加回油管路通徑和增加旁通回油管路后溜鉤現(xiàn)象消失，取得了滿意效果。同時(shí)公司也對本批次生產(chǎn)的所有履帶式強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行了現(xiàn)車改造。

通過對強(qiáng)夯機(jī)主卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)故障的分析和處理，我們對公司生產(chǎn)的履帶式強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，確保了我公司生產(chǎn)的履帶式強(qiáng)夯機(jī)順利交付和使用。

作者：黃淑芳 李永新 張貝 張敬恩 谷曉斌

來源《工程機(jī)械與維修》2019年第6期