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液壓破碎錘故障系列之拉缸篇

2018-12-05

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液壓破碎錘簡介

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液壓破碎錘組裝流程視(shì)頻

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液壓破碎錘動力學方程

拉缸的原因

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缸體(tǐ)拉傷的故障排除方法

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【1】液壓破碎錘簡介

       液壓破碎錘是一種由液壓能轉換為(wèi)機械能的破碎工具,它以挖掘機、裝載機等工程機械為(wèi)承載主機,作(zuò)為(wèi)其随機工具擴大(dà)了主機的功能和(hé)使用範圍,廣泛用于采石場(chǎng)、樓房(fáng)解體(tǐ)、道(dào)路破碎及混凝土基礎拆毀等作(zuò)業。液壓破碎錘在使用過程中,經常會(huì)發生(shēng)活塞和(hé)缺體(tǐ)拉傷現象,活塞或缸體(tǐ)一旦被拉傷,就會(huì)增加缸體(tǐ)內(nèi)高(gāo)壓油的洩漏,使液壓破碎錘沖擊功下降,降低(dī)生(shēng)産效率。

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       液壓破碎錘的工作(zuò)原理(lǐ)如圖 1 所示。在圖1 (a) 狀态時(shí) ,液壓油從 P 口進入換向閥 ,作(zuò)用于小(xiǎo)閥芯的 A 4 面上(shàng) ,小(xiǎo)閥芯推動閥芯至下端位置。同時(shí)壓力油經閥芯環形通(tōng)道(dào)進入沖擊活塞下腔 ,作(zuò)用于活 塞的 A1 面上(shàng) ,活塞在液壓油壓力作(zuò)用下克服氮氣室作(zuò)用力向上(shàng)運動 ,并壓縮氮氣 ,活塞上(shàng)腔的油液經O 口流回油箱。當活塞運動至信号口與前腔高(gāo)壓油相通(tōng)時(shí) ,如圖 1 ( b) 所示 ,高(gāo)壓油由信号口經油道(dào) e 進入閥芯環形承壓面 A 5 處 ,因承壓面積 A 5 > A4 , 閥芯上(shàng)移 ,換向閥換向。圖 1 ( c) 所示換向完畢 ,活塞下腔與回油路相通(tōng)而形成低(dī)壓,活塞在氮氣室壓力作(zuò)用下向下沖擊做(zuò)功。當活塞沖擊終止時(shí) ,換向信号口與低(dī)壓油相通(tōng),閥芯環形面 A5 卸壓,小(xiǎo)閥芯由于壓力油的作(zuò)用,推動閥芯換向,此時(shí)壓力油又進入活塞下腔。重複上(shàng)述動作(zuò) ,沖擊活塞即完成一個(gè)往複行(xíng)程。液壓破碎錘工作(zuò)時(shí)連續供油 ,以上(shàng)循環動作(zuò)連續高(gāo)速進行(xíng),使液壓破碎錘達到沖擊做(zuò)功的目的


【2】讓我們簡單看一下破碎錘機芯裝配流程,以便于有(yǒu)個(gè)直觀的概念。

聲明(míng):本視(shì)頻來(lái)源于優酷視(shì)頻,再次表示衷心的感謝


(2.1)液壓破碎錘動力學方程

本文摘抄于:

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【3】活塞與油缸的摩擦損傷簡稱拉缸

         拉缸的原因簡單羅列如下: 

         重要拉缸原因為(wèi)【油膜】受損以及側向力



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(1.1)液壓油油溫的影(yǐng)響
液壓油具有(yǒu)黏性,當液壓油發生(shēng)剪切變形時(shí),液壓油體(tǐ)內(nèi)産生(shēng)阻滞變形的內(nèi)摩擦力。黏性表征了液壓油抵抗剪切變形的能力,液壓油抵抗剪切變形的能力用黏性來(lái)體(tǐ)現,而油液溫度與黏度的關系如下:

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從公式可(kě)以看出,當油溫上(shàng)升時(shí),液壓油的動力黏度随之降低(dī),其抵抗剪切變形的能力下降,當溫度上(shàng)升到一定程度時(shí),液壓油的動力黏度急速下降,抗剪切變形的能力幾乎消除失,受到自重及活塞往複運動時(shí)慣性的影(yǐng)響,液壓油油膜就有(yǒu)可(kě)能建立不起來(lái),從而使活塞與缸體(tǐ)之間(jiān)的液壓支撐(油膜)破壞,引起活塞拉傷(缸體(tǐ)的耐磨性一般高(gāo)于活塞)
    (1.2)液壓油變質後的影(yǐng)響
導緻液壓油變質的原因較多(duō),一般有(yǒu):
1、制(zhì)造裝配過程中産生(shēng)的,有(yǒu)未得(de)到徹底清除的雜質;
2、因液壓油流經的油管和(hé)儲存油液的油桶含有(yǒu)雜質;
3、野外露天做(zuò)作(zuò)業環境惡劣,各種飛揚的物質顆粒進入液壓系統;
4、液壓系統維護時(shí),拆裝元件、管路等過程中造成污染物侵入,或加油,換油時(shí)使用了不潔的過濾容器(qì),帶進入污染物
5、因機械摩擦和(hé)化學反應等而導緻的液壓油污染。如液壓油氧化變質,混入水(shuǐ)份、空(kōng)氣,那(nà)麽其黏度就會(huì)下降,從而破壞活塞和(hé)缸體(tǐ)之間(jiān)的液壓支撐(油膜);如果液壓油混入顆粒污染物,那(nà)麽活塞與缸體(tǐ)的間(jiān)隙就會(huì)收到影(yǐng)響,不但(dàn)會(huì)增大(dà)缸體(tǐ)和(hé)活塞的摩擦,也會(huì)影(yǐng)響活塞與缸體(tǐ)之間(jiān)的液壓支撐;

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活塞和(hé)油缸的加工精度
活塞與缸體(tǐ)組成圓柱滑動副、滑動副之間(jiān)有(yǒu)一定的間(jiān)隙,在充滿液壓油的情況下相對運動,若活塞與缸體(tǐ)再加工、裝配過程中存在偏心或者錐度,運動過程中産生(shēng)的壓差就會(huì)導緻活塞收側向力作(zuò)用,加劇(jù)缸體(tǐ)與活塞之間(jiān)的摩擦,從而引起活塞的拉傷;
由于加工缸體(tǐ)內(nèi)孔和(hé)活塞的外徑時(shí),不可(kě)能聚堆無錐度,裝配時(shí),不可(kě)能絕對無偏心,因此運動過程中必然會(huì)産生(shēng)側向力,進而導緻活塞拉傷;
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釺杆反彈
液壓破碎錘通(tōng)過活塞擊打釺杆而對外做(zuò)功,由于力的作(zuò)用是相互的,假設釺杆與活塞的打擊面絕對的平整,則釺杆的反彈力的作(zuò)用線與活塞的軸線一緻,釺杆理(lǐ)論上(shàng)不會(huì)受到側向力,否則,活塞就會(huì)收到側向力,進而導緻活塞拉傷;
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活塞與缸體(tǐ)的配合間(jiān)隙
活塞與缸體(tǐ)的配合間(jiān)隙受到材料、熱處理(lǐ)及高(gāo)溫等因素的影(yǐng)響。一般來(lái)說,材料會(huì)随着溫度的變化而産生(shēng)變形,但(dàn)是,通(tōng)過适當的熱處理(lǐ)可(kě)降低(dī)其變形量。材料的線性變形公式為(wèi):

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以某品牌鉻鋼(配件用活塞材料)為(wèi)例,其線膨脹系數(shù)=11.2(/℃),假設試驗件線性直徑為(wèi)40mm,油溫變化=80℃,通(tōng)過計(jì)算(suàn)可(kě)得(de)其再直徑方向上(shàng)的熱膨脹變形量為(wèi)0.036㎜。但(dàn)是,通(tōng)過不同的熱處理(lǐ)方式制(zhì)造出來(lái)的試驗件,在不同的溫度下進行(xíng)試驗,得(de)到的試驗數(shù)據不同,如下圖

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活塞與缸體(tǐ)的配合間(jiān)隙因材料、熱處理(lǐ)方式不同而不同。在進行(xíng)活塞與缸體(tǐ)配合間(jiān)隙設計(jì)時(shí),必須考慮變形因素,否則,熱處理(lǐ)後配合間(jiān)隙過小(xiǎo)易導緻活塞拉傷。
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液壓破碎錘工作(zuò)過程中的釺杆偏打
在液壓破碎錘的實際工作(zuò)過程中,常常會(huì)出現釺杆偏打現象,加之釺杆尾部和(hé)活塞打擊面不是絕對的平整,因此會(huì)産生(shēng)側向力,從而導緻活塞拉傷;
避免方案:首先要保證釺杆與活塞打擊接觸面的均勻性,由于熱處理(lǐ)過程中,上(shàng)述平面會(huì)産生(shēng)微量變形,因此在活塞與釺杆熱處理(lǐ)後,需增加一道(dào)精車(chē)工序(将兩個(gè)平面車(chē)平);其次,可(kě)以适當降低(dī)釺杆的硬度,防止使用過程中釺杆被活塞打碎,打裂,目前使用的釺杆硬度一般為(wèi)HRC55,可(kě)以調整為(wèi)HRC50,并降低(dī)其淬火(huǒ)層內(nèi)的馬氏體(tǐ)含量,從而提高(gāo)其韌性;後在使用過程中,要及時(shí)檢查缸體(tǐ)內(nèi)導向套,前缸體(tǐ)的完整性,防止因為(wèi)導向裝置的損壞而引起活塞在行(xíng)程中出現偏心
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貫穿螺絲性能不足,導緻活塞偏打
貫穿螺絲抗拉伸力不夠,導緻螺絲變長,包括定位銷脫落,變形,從而緊固三缸力量放松,活塞做(zuò)功時(shí),産生(shēng)側向力,從而拉缸
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斯特封斷裂導緻活塞下端拉傷

如圖為(wèi)活塞環斯特封斷裂後,導緻上(shàng)下對稱點(主油封)部位拉傷,如下圖所示

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下圖為(wèi)後果

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防塵封翻邊導緻雜質進入油缸拉傷
破碎錘售後服務工程師(shī)是工程機械行(xíng)業裏面辛苦的一個(gè)崗位,他必須具備的優秀品質首先是負責任和(hé)細心認真,以下為(wèi)保養破碎錘時(shí),更換主油封,安裝活塞時(shí),導緻防塵翻邊,造成的短(duǎn)期拉缸漏油

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【4】拉缸類故障修複方法

       (1)缸體(tǐ)研磨修複

       (1)缸體(tǐ)修複設備的選用我們所使用的設備是一台高(gāo)精度萬能磨床【比較合理(lǐ)的設備和(hé)型号為(wèi)上(shàng)海機床廠MM1450】,大(dà)磨削孔徑φ500mm,行(xíng)程 =1500mm。工作(zuò)台的直線度在全行(xíng)程長度內(nèi)≤0.02mm,工作(zuò)台移動傾斜度在全行(xíng)程長度≤0.015mm,床頭主軸徑向跳(tiào)動≤0.01 mm,床頭主軸中心線對工作(zuò)台移動的平行(xíng)度≤ 0,01 mm

      〈2)缸體(tǐ)的裝卡将缸體(tǐ)裝在主軸上(shàng)的專門(mén)夾具上(shàng),按工藝要求,缸體(tǐ)外側端面的跳(tiào)動量≤0,01 mm。和(hé)隔離套相配合的缸體(tǐ)內(nèi)孔與機床主軸的同軸度誤差應≤0.005mm;

      (3)磨削缸體(tǐ):缸體(tǐ)中需要修複的兩個(gè)不同尺寸的內(nèi)孔,要經過粗磨和(hé)精磨兩道(dào)工序來(lái)完成。粗磨時(shí)應将內(nèi)徑磨圓、拉傷之痕磨平;進行(xíng)精磨時(shí),應使其尺寸精度、位置精度、粗糙度符合圖紙的要求(尺寸精度在0.01 mm以內(nèi),同軸度誤差在0.01 mm以內(nèi),孔的圓柱度誤差為(wèi)

0.005mm,粗糙度=0.4 μm)。

        (2)活塞研磨修複/更換活塞

        推薦外圓磨床為(wèi)MM1350高(gāo)精度外圓磨床【小(xiǎo)型号磨床需要高(gāo)技(jì)能技(jì)師(shī)在正常水(shuǐ)平發揮的情況下才能有(yǒu)可(kě)能做(zuò)到同軸度良好】

       材料的選擇是活塞設計(jì)的關鍵問題,它決定活塞設計(jì)的成功與失敗,決定零件壽命的長短(duǎn)。關于材料的選擇,各國液壓錘的制(zhì)造商均稱采用優質高(gāo)級合金鋼,但(dàn)選材和(hé)工藝還(hái)有(yǒu)區(qū)别,一些(xiē)液壓錘的制(zhì)造商,采用的是優質合金工具鋼,整體(tǐ)淬火(huǒ)而成;而另一些(xiē)制(zhì)造商采用的是低(dī)碳合金鋼滲碳淬火(huǒ)而成。采用高(gāo)碳合金工具鋼整體(tǐ)淬火(huǒ)的活塞,在工作(zuò)中和(hé)釺杆接觸的平面不變形,不易産生(shēng)裂紋,而采用低(dī)碳合金鋼滲碳淬火(huǒ)的活塞,在工作(zuò)中和(hé)釺杆接觸的平面易産生(shēng)變形(平面凹陷)和(hé)裂紋,如果裂紋擴大(dà),就會(huì)産生(shēng)斷裂使活塞報廢。

      以修複用活塞選材為(wèi)合金工具鋼為(wèi)例,

      活塞加工工藝流程如下:

   備料—鍛造—退火(huǒ)【消除應力、細化晶粒】—粗車(chē)外圓和(hé)中心孔—調質—精車(chē)外圓、槽—淬火(huǒ)—磨中心孔—磨外圓—磨工作(zuò)邊—去毛刺— 探傷—研磨中心孔—精磨外圓—檢驗— 油封—按照公差裝入修複好的中缸體(tǐ)。

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