混凝土泵車取力系統(tǒng)可靠性提升措施

摘要：取力系統(tǒng)是混凝土泵車關(guān)鍵的構(gòu)成系統(tǒng)之一，其可靠性對(duì)整車的安全運(yùn)行具有重要的影響。通過(guò)對(duì)混凝土泵車取力系統(tǒng)故障分類統(tǒng)計(jì)，找出影響可靠性的主要因素，對(duì)其進(jìn)行分析并提出改進(jìn)建議，再根據(jù)改進(jìn)建議設(shè)計(jì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ㄟ^(guò)臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：混凝土泵車;取力系統(tǒng);可靠性

0" "引言

混凝土泵車是在載重汽車底盤(pán)上進(jìn)行改造而成的，通過(guò)分動(dòng)箱實(shí)現(xiàn)底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力在后橋和液壓油泵之間的切換，也就是我們常說(shuō)的行駛作業(yè)取力轉(zhuǎn)換。取力系統(tǒng)是混凝土泵車關(guān)鍵的構(gòu)成系統(tǒng)之一，其可靠性對(duì)整車的安全運(yùn)行具有重要的影響。

本文通過(guò)對(duì)混凝土泵車取力系統(tǒng)故障分類統(tǒng)計(jì)，找出影響可靠性的主要因素，對(duì)其進(jìn)行分析并提出改進(jìn)建議，再根據(jù)改進(jìn)建議設(shè)計(jì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ㄟ^(guò)臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

1" "混凝土泵車取力系統(tǒng)概述

取力系統(tǒng)是完成行駛和上裝作業(yè)切換的重要系統(tǒng)，其系統(tǒng)原理如圖1所示。

泵車在行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)傳動(dòng)軸傳遞到分動(dòng)箱的輸入端，輸入端再向驅(qū)動(dòng)橋傳遞。泵車在工作之前，需要進(jìn)行行駛作業(yè)轉(zhuǎn)換，切斷它與驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力輸出，把發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞給上面的液壓泵。這個(gè)過(guò)程依靠氣壓推動(dòng)氣缸內(nèi)的活塞，再推動(dòng)分動(dòng)箱里面的撥叉，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力重新分配。主液壓泵、臂架液壓泵、恒壓泵、齒輪泵在得到了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力之后開(kāi)始工作。

氣缸運(yùn)動(dòng)是靠整機(jī)控制系統(tǒng)控制氣路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，氣路系統(tǒng)中一般包含有電磁換向閥，該閥在得到換向信號(hào)后進(jìn)行進(jìn)氣和出氣的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)氣缸換向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)取力切換。

2" "取力系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)

對(duì)某主流型號(hào)的混凝土泵車進(jìn)行一段時(shí)間的取力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

從表1可以看到，取力系統(tǒng)故障主要有兩大類，這兩類故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也是致命性的，占比達(dá)到整個(gè)故障率的70%以上。第一類故障是取力切換故障，表現(xiàn)形式是按下取力開(kāi)關(guān)后不進(jìn)行切換，也聽(tīng)不到切換的聲音;第二類故障是取力分動(dòng)箱打齒故障，主要表現(xiàn)形式是分動(dòng)箱異響或者掛不上取力，拆檢后發(fā)現(xiàn)齒輪損壞。

3" "取力系統(tǒng)故障分析

3.1" "取力換向故障

取力換向故障表現(xiàn)形式是按下取力開(kāi)關(guān)后不進(jìn)行切換。經(jīng)分析認(rèn)為，取力不進(jìn)行切換可能是控制線路斷路或短路、氣壓不足和電磁換向閥失效3種可能。

對(duì)此可采取更換電磁換向閥，檢查取力系統(tǒng)控制線路和氣壓等進(jìn)行排查。更換電磁換向閥后，如果可正常切換取力，即可排除控制線路和氣壓等因素，可判定為為電磁換向閥失效;更換電磁換向閥后，如果仍不能正常切換取力，即可判斷為控制線路斷路或短路、氣壓不足原因。

在排查某泵車故障過(guò)程中，將故障原因鎖定為換向電磁閥失效，更換新品牌電磁換向閥，運(yùn)行到第982 次時(shí)故障再次出現(xiàn)。拆開(kāi)電磁閥進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電磁閥內(nèi)電磁包燒壞（見(jiàn)圖2），推測(cè)是長(zhǎng)時(shí)間工作所致。雖然電磁閥在一般情況下長(zhǎng)時(shí)間通電不會(huì)損壞，但為了驗(yàn)證這一推測(cè)，我們更改控制方法，由電磁閥長(zhǎng)通電保持通氣改為電磁閥換向后斷電，依然能夠通氣，后續(xù)通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

3.2" "分動(dòng)箱打齒故障

分動(dòng)箱打齒故障主要表現(xiàn)為分動(dòng)箱異響或者掛不上取力，一般為齒輪損壞，如圖3所示。齒輪損壞主要是因?yàn)閮?nèi)部齒輪切換沒(méi)有完全到位。其原因一般是沒(méi)有檢測(cè)到分動(dòng)箱切換信號(hào)或者信號(hào)錯(cuò)誤。為避免出現(xiàn)此類問(wèn)題，需從邏輯控制上進(jìn)行改進(jìn)。具體改進(jìn)方法如下：

一是增加傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)，引入傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)有轉(zhuǎn)速時(shí)分動(dòng)箱不切換，徹底消除誤操作打齒隱患。

二是將分動(dòng)箱行程開(kāi)關(guān)由一個(gè)改為兩個(gè)，明確分動(dòng)箱撥叉位置，當(dāng)泵送或者行駛切換沒(méi)有完全到位時(shí)，不進(jìn)行工作，并報(bào)警，消除半嚙合狀態(tài)造成的打齒故障。

如因行程開(kāi)關(guān)意外故障導(dǎo)致不能泵送，可采用應(yīng)急切換裝置強(qiáng)制切換，進(jìn)行應(yīng)急工作。

4" "取力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)

4.1" "取力系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)搭建

通過(guò)對(duì)取力系統(tǒng)分析，結(jié)合改進(jìn)方案設(shè)計(jì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ停秒姍C(jī)帶動(dòng)分動(dòng)箱運(yùn)行模擬實(shí)際工作狀態(tài)，在分動(dòng)箱前后端增加蓋板，防止齒輪油溢出，連接氣路、控制器，搭建好試驗(yàn)平臺(tái)。泵車取力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)如圖4所示。

4.2" "取力系統(tǒng)試驗(yàn)

4.2.1" "正常取力測(cè)試

按每年1500次取力，3年試驗(yàn)4500次無(wú)故障進(jìn)行取力試驗(yàn)，整個(gè)過(guò)程中僅有6次掛不上取力的情況，故障燈報(bào)警，重新掛取力裝置，故障燈熄滅。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際掛取力裝置過(guò)程中，掛取力不完全（齒輪半嚙合）的工況是存在的。如果此工況在泵送或行駛過(guò)程中出現(xiàn)，很容易造成打齒故障發(fā)生。此次試驗(yàn)加裝了雙行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)及報(bào)警裝置，掛擋齒輪半嚙合時(shí)進(jìn)行報(bào)警，提醒重新掛取力裝置，避免打齒故障發(fā)生。

4.2.2" "行駛狀態(tài)意外工況測(cè)試

只有一種情況可能會(huì)出現(xiàn)打齒，即控制器意外得電，變速箱在空擋，讀取不到傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，撥動(dòng)切換開(kāi)關(guān)。出現(xiàn)此工況的概率非常低，但仍存在。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，將切換開(kāi)關(guān)改為自復(fù)位開(kāi)關(guān)，可將打齒的可能性降為最低。如果出現(xiàn)打齒情況，必須人為的一直按著切換開(kāi)關(guān)。更換為自復(fù)位開(kāi)關(guān)之后，這種情況的可能性幾乎為零。

4.2.3" "泵送工況意外工況測(cè)試

只有一種工況可能出現(xiàn)打齒，故障與行駛狀態(tài)意外工況測(cè)試結(jié)果相同，因改為自復(fù)位開(kāi)關(guān)，將可能性降為最低。

5" "結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)混凝土泵車取力系統(tǒng)故障分類統(tǒng)計(jì)，找出影響可靠性的主要因素，對(duì)其進(jìn)行分析并提出改進(jìn)建議，再根據(jù)改進(jìn)建議設(shè)計(jì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ㄟ^(guò)臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)取力系統(tǒng)增加硬件和軟件的系統(tǒng)保護(hù)，當(dāng)取力系統(tǒng)存在異常時(shí)，有多種保護(hù)，并有報(bào)警裝置提醒操作人員進(jìn)行終止當(dāng)前操作重新掛取力，大大提升了取力系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬利華，尚霞，何光輝，等.基于多模型分動(dòng)箱傳動(dòng)系統(tǒng)分動(dòng)箱可靠性分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2021（5）：204-207

[2] 尚利國(guó)，禚圓圓.發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)取力系統(tǒng)智能控制的研究 [J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2009（11）：43-45.