基于翻車機液壓系統原理及故障處理研究

何金銀

（國能黃驊港務公司，河北 滄州 061113）

翻車機是一種重要的機械設備，它可以將有軌車輛翻轉或傾斜，以便更有效地卸載散料。通常，翻車機被用于大型港口、煤炭等工業液壓系統中，但由于液壓系統初期調試和后期運行過程中容易受到多種因素的影響，例如，人為失誤導致安裝調試不當，或者產品元件質量不符合標準，這些都會導致液壓故障的發生。特別是液壓油缸，經常出現液壓油缸封口問題，究其原因，工作人員缺乏對翻車機隱患的檢查，并且翻車機的作業環境相對惡劣。

1 翻車機液壓系統概述

翻車機液壓系統包含控制元件、動力元件、液壓油、執行元件等部分，其中液壓缸、液壓閥與液壓馬達很容易出現故障問題，之所以發生故障，是因為受到多方因素的影響，尤其是綜合性因素，所以，在實際工作過程中，應系統分析故障及出現的原因，從而針對性排除并解決故障。

液壓傳動技術是翻車機的關鍵部分，其可以實現現代機械傳動，并且具有更高的自動化水平。與傳統的機械傳動方式相比，液壓傳動具有結構緊湊、反應速度快、操作簡單等優點。在液壓系統中，液壓泵將電動機產生的機械能轉換為壓力，然后通過液壓缸和液壓馬達傳遞給機器，從而產生直線式的機械能。通過精確控制液體介質的壓力、流量和流動方向，系統能夠有效地實現機械的運動特性，包括力、速度等，而且液壓系統還必須能夠滿足執行元件在力、速度等方面的嚴格要求。液壓系統的工作特性如下：液壓傳動的壓力和負載、速度和流量之間的關系，使得液壓系統能夠獲得更大的驅動力和力矩，而且比機械傳動更加輕巧。此外，液壓傳動還可以實現大范圍的無級變速，并且具有較強的過載保護能力，同時具有較低的慣量，使得運動趨于平穩，從而降低變速過程中的功率損失。與電動機相比，液壓馬達的功率和速度都更快，但液壓傳動也存在一些不足，即液壓元件及設備容易發生內部泄漏、對液壓油的清潔以及維護人員有著較高的要求等。

2 翻車機液壓系統原理分析

液壓系統對于確保敞車安全行駛且不脫軌至關重要，一旦發生故障，將會造成極其嚴重的后果，因此，其可靠性在翻車機系統中占據著極其關鍵的地位。液壓系統包括靠車板系統和壓車系統。在這些系統的合理運行下，翻車機在翻轉過程中的安全可以得到保障，也可杜絕脫軌等問題。

2.1 靠車板系統原理分析

靠車梁安裝了液壓可動靠車板。每塊靠車板都由4個油缸水平推出，并采用同步馬達來控制。這樣就能保證油缸同時推動靠車板前進，從而提高可靠性和穩定性。為了確保車輛在翻卸過程中的安全，油缸的進出口處安裝了液壓鎖，以防止軟管或管路斷裂，并將油缸鎖定在原位，從而防止活塞桿下滑導致脫軌或掉道事故。這樣即使一個油缸出現故障，其他油缸也能夠支撐住正在翻卸的車輛，從而確保車輛的安全。一般來說，當線圈接上電源，高壓油經過換向閥、單向節流閥、減壓閥等設備，經過同步馬達和液壓鎖的控制，最終進入油缸的無桿腔，從而使油缸能夠向前移動。一旦油缸移動到指定的位置，傳感器就會發出信號，使電磁換向閥的線圈斷開，液壓鎖也隨之關閉。當線圈接通電源，高壓油經過換向閥、單向節流閥、液壓鎖，最終進入油缸的桿腔，使油缸能夠收縮。然而，一旦傳感器斷電，證明油缸縮回到位，同時也會使電磁換向閥的線圈斷電，油缸停止運轉。所以，線圈的接通與斷電是影響液壓鎖開啟與關閉的重要因素。

2.2 壓車系統原理分析

每臺車上都配備了多組液壓支撐架，其油缸可以單獨運行，即使一組支撐架出現故障或者遇到凍車情況，其他支撐架也能正常運行。支撐架上還配備了一個液壓鎖定裝置，其能夠吸收車輛在卸載過程中產生的彈性力，并通過液壓補償來實現這一功能。當重型貨車開始運動時，翻車機必須將其固定在壓車梁上。當所有的線圈都連接電源后，一部分高壓油通過減壓閥和插頭閥流到b腔，另一部分則通過平衡閥的單向閥直接進入a腔，使活塞朝下移動。而沒有桿腔的c則通過節流閥和插頭閥流回油箱。當重物被壓縮至最小位置時，傳感器會發出警報，導致線圈斷電，并使用減壓閥和插裝閥來阻斷管道，從而使b腔得以維持壓力。此時，重物會被壓縮，而翻車機會開始運行。在運行過程中，只要達到預期的旋轉角度，如1500，就能將車廂中的煤完全卸除。在處理潮濕的煤炭和凍結的煤炭，并進行維護和檢查時，翻車機能夠旋轉至1750。

比如，根據75t的平均載重量和列車的重量，計算出的總荷載應該不低于130t，因此，受壓縮列車的轉向架彈簧必須承受130t的重力，而當翻車機翻轉的角度越來越大時，重車施加的壓力也會逐漸減弱，此外，由于列車中的煤炭不斷被卸出，彈簧也會釋放其所儲存的彈性勢能，這些勢能最終會通過列車施加在壓車梁上。當桿腔內的壓力超過6MPa時，液壓缸a腔的液壓油會從平衡閥溢出，使得壓車梁受到推動，而列車則會受到彈簧的拉力，從而不斷前進，最終達到一個新的平衡狀態。當彈簧的壓縮量降低時，彈性勢能也會隨之降低，這將導致彈簧與壓車梁施加的力量也會有所下降。為了維持這種情況，線圈將保持通電，而且插裝閥將被打開，在此背景下，由于壓車梁向上運動，c腔內將產生一定的負壓，c腔將通過回油管路吸入適當的油液，以實現壓力的補償。當翻車機卸載完煤炭后，它會接通電源，并且會打開插裝閥，至于高壓油就會通過插裝減壓閥和插裝閥，進入油缸的c腔。b腔的油液也會通過插裝閥流回c腔，從而形成一個差動回路，使得壓車梁能夠迅速向上移動，這在很大程度上都提升了工作的質量和效率。在壓車梁安裝妥當后，傳感器會發出警報，線圈斷開，這樣翻車機便完成了一周期的運行動作。

3 翻車機液壓系統的故障種類

3.1 翻車機液壓系統的壓力發生異常

液壓系統的壓力異常可能表現為多種原因，包括壓力傳感器的故障、液壓元件和管道的泄漏、葉片泵的溫度和振動異常、溢流閥的堵塞、吸油不暢、液壓油的混入水和黏度的降低。這些問題都可能對翻車機的性能造成影響，因此必須采取有效的措施來解決。因此，在日常工作中，工作人員必須特別注意這個問題。

3.2 執行油缸不運作或穩定性不佳

由于多種因素的影響，液壓缸在工作過程中容易出現限位失靈、信號輸出不正常以及電磁換向閥卡死等問題。此外，液壓缸的泄漏是一種常見的故障，它可能是由于缸桿磨損、機械劃傷或者密封圈損壞等原因造成，這些問題可能會影響液壓缸的正常運行，從而導致液壓缸的故障。因此，在液壓缸的使用過程中，應該加強對密封圈的檢查，以確保液壓缸的正常運行。通常，內泄是由于活塞上的密封圈受損導致，而判斷這種情況的方法是：當油缸被壓縮靜止一段時間后，如果缸桿出現收縮，就可以確認油缸內部有泄漏，而且在發生泄漏后，液壓缸會出現爬行的現象。此外，如果液壓鎖密封不嚴，也會導致執行油缸到位后，缸桿出現回縮現象。

3.3 液壓系統存在噪聲

首先，由于管道的細長和彎曲，在更換液體的過程中，就可能導致管道的振動。同時，由于電機和泵的安裝方式不一致，也可能導致系統的振動，從而產生噪聲。其次，液壓泵的運行也可能導致噪音的產生。當吸油管道沒有被正確擰緊時，液壓泵所吸取的油液中將含有大量的空氣，這將對液壓系統造成嚴重的損壞，包括氣蝕、噪音、容積效率降低以及空吸現象。再者，液壓閥體還可能出現噪音問題，這是由于液壓系統的換向操作可能帶來的沖擊，從而使得液壓系統的管路發出振動。最后，溢流閥的阻尼孔堵塞或者油液發生變質都可能造成較大的噪音。

4 翻車機液壓系統的故障處理

4.1 翻車機液壓系統壓力異常的處理對策

在遇到壓力傳感器故障時，首先，在人機界面上顯示壓力異常報警。這時，工作人員可以檢查壓力傳感器，確定其是否受損。如果壓力傳感器受損，會發出報警信號，工作人員需要及時更換。同時，工作人員還需檢查液壓元件和管道，確保它們沒有泄漏。如果液壓泵的油位太低，導致其無法正常運行，那么，工作人員需要立即更換管道和管道連接處的密封圈。為了保證葉片泵的安全運行，工作人員應該在第一時間對其進行全面的溫度、振動、噪聲等檢測，以確保其能夠正常運行。另外，由于翻車機的工作環境惡劣，再加上維修過程中管路清潔不當，液壓系統容易混入雜質，導致油液污染，而葉片泵對油液的要求比較嚴格，因此，應該及時采取有效的措施，以防止出現研泵的情況，并保證葉片泵的安全運行。如果出現這一問題，液壓泵的工作會受到阻礙，還會造成泵的機械損傷，在此背景下，工作人員需要及時更換液壓泵。當溢流閥發生堵塞情況，其壓力可能發生異常，表現為調節調壓手柄時壓力不變，或者系統壓力持續上升。對此，工作人員應立即拆卸溢流閥做好全面的檢查，以確保它的正常運行。如果是因為阻尼孔被雜物堵塞導致，則應將溢流閥放入柴油中清洗，再用高壓風吹干凈。如果檢測到主閥彈簧斷裂或電磁閥出現故障，應立即更換溢流閥，以確保液壓系統的穩定性和可靠性。另外，一方面，由于泵的吸油口過濾器長期未經處理，可能會造成堵塞，這也嚴重影響著液壓泵的正常運行。因此，工作人員應該定期進行清潔和更換過濾器的濾芯。另一方面，當液壓油中含有雜質時，應該及時更換，以免損壞液壓系統的各個組件。同時，還應該檢查液壓油是否出現變稠情況，如果發生了這種問題，則應該采取措施，比如，更換低牌號的液壓油，并且給管道加上電伴熱，從而有效地解決問題。

4.2 執行油缸不運作的處理對策

執行油缸工作期間，如果無法獲得信號，工作人員必須檢查油缸的安裝情況，查看其有無異常。如果限位器的位置發生了變化，甚至發生了故障，那么，就必須重新設定限制器的位置，并且更換新的接近開關。另外，電磁換向閥也可能發生故障，因此，必要情況下，工作人員需要拆卸閥門，并對其進行徹底的清潔，也可更換新的液壓閥。當液壓缸出現故障時，工作人員應立即采取行動，確保其穩定、安全。如果出現了外泄情況，可以更換密封圈；如果是內泄，則需要更換活塞的密封圈，或者使用全新的液壓缸。至于液壓鎖存在的密封性不佳的問題，工作人員可以直接更換液壓鎖，以確保執行油缸能夠順利、穩定地運行。

4.3 液壓系統噪聲故障的處理對策

當機械系統發生振動或噪音時，工作人員應該立即拆除油管，并安裝支撐管卡。此外，由于電機和泵的安裝位置存在偏差，工作人員應該通過調節它們的同軸度來確保二者處于一個適當的位置。為了解決液壓泵噪音問題，工作人員可以使用煙熏的方式來檢測管道中的每個連接點。如果連接點出現了吸氣的情況，就表明存在空氣泄漏，因此，需要更換連接點的密封圈。對于液壓閥門的噪音問題，工作人員可以考慮增加蓄能器，這樣可以減少液壓沖擊，并且還可以安排循環過濾系統，從而防止溢流閥的阻尼孔堵塞，也可確保油液的清潔。

5 結語

總而言之，貨運裝卸工作中，翻車機發揮著重要作用，通過固定并翻轉敞車可以將車內的貨物全部卸出。而在翻車機卸貨期間，液壓系統十分關鍵，翻車機通常是利用液壓系統進行作業，然而，該系統運行過程中極易出現故障，極大程度影響了后續工作的開展。對此，工作人員應結合翻車機液壓系統的實際情況與故障類型，合理采用處理方法，這不僅能提高翻車機液壓系統的安全性、可靠性，還能確保翻車機正常、有序地運作。