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液压破碎锤故障系列之拉缸篇

2018-12-05

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液压破碎锤简介

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液压破碎锤组装流程视频

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液压破碎锤动力学方程

拉缸的原因

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缸体拉伤的故障排除方法

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关注矫马公众号,?#20013;?#38405;读经典?#38469;?#25991;章

【1】液压破碎锤简介

       液压破碎锤是一种由液压能转换为机械能的破碎工具,它以挖掘机、装载机等工程机械为?#24615;?#20027;机,作为其随机工具扩大了主机的功能和使用范围,广泛用于采石场、楼房解体、道路破碎及混凝土基础拆毁等作业。液压破碎锤在使用过程中,经常会发生活塞和缺体拉伤现象,活塞或缸体一旦被拉伤,就会增加缸体内高压油的泄漏,使液压破碎锤冲击功下降,降低生产效率。

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       液压破碎锤的工作原理如图 1 所示。在图1 (a) 状态时 ,液压油从 P 口进入换向阀 ,作用于小阀芯的 A 4 面上 ,小阀芯推动阀芯至下端位置。同时压力油经阀芯环形通道进入冲击活塞下腔 ,作用于活 塞的 A1 面上 ,活塞在液压油压力作用下克服氮气室作用力向上运动 ,并压缩氮气 ,活塞上腔的油液经O 口流回油箱。当活塞运动?#21015;?#21495;口与前腔高压油相通时 ,如图 1 ( b) 所示 ,高压油由信号口经油道 e 进入阀芯环形承压面 A 5 处 ,因承压面积 A 5 > A4 , 阀芯上移 ,换向阀换向。图 1 ( c) 所示换向完毕 ,活塞下腔与回油路相通而形成低压,活塞在氮气室压力作用下向下冲击做功。当活塞冲击终?#25925;?,换向信号口与低压油相通,阀芯环形面 A5 卸压,小阀芯由于压力油的作用,推动阀芯换向,此时压力油又进入活塞下腔。重复上述动作 ,冲击活塞即完成一个往复行程。液压破碎锤工作时连续供油 ,以上循环动作连续高速进行,使液压破碎锤达到冲击做功的目的


【2】让我们简单看一下破碎锤机芯装配流程,以便于有个直观的概念。

声明:本视频来源于优酷视频,再次表示衷心的?#34892;?/span>


(2.1)液压破碎锤动力学方程

本文摘抄于:

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【3】活塞与油缸的摩?#20102;?#20260;简称拉缸

         拉缸的原因简单罗列如下: 

         重要拉缸原因为【油膜】受损以及侧向力



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(1.1)液压油油温的影响
液压油具有黏性,当液压油发生剪切变形时,液压油体内产生阻滞变形的内摩擦力。黏性表征了液压油抵抗剪切变形的能力,液压油抵抗剪切变形的能力用黏性来体现,而油液温度与黏度的关系如下:

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从公式可以看出,当油温上升时,液压油的动力黏?#20154;?#20043;降低,其抵抗剪切变形的能力下降,当温度上升到一定程度时,液压油的动力黏度急速下降,抗剪切变形的能力几乎消除失,受到自重及活塞往复运动时惯性的影响,液压油油膜就有可能建立?#40644;?#26469;,从而使活塞与缸体之间的液压支撑(油膜)破坏,引起活塞拉伤(缸体的耐磨性一般高于活塞)
    (1.2)液压油变质后的影响
导致液压油变质的原因较多,一般有:
1、制造装配过程中产生?#27169;?#26377;未得到彻底清除的?#21448;剩?/span>
2、因液压油流经的油管和储存油液的油桶含?#24615;又剩?/span>
3、野外露天做作业环境恶劣,各种飞扬的物质颗粒进入液压系?#24120;?/span>
4、液压系统维护时,拆装元件、管路等过程中造成污染物侵入,或加油,换油时使用了不洁的过滤容器,带进入污染物
5、因机械摩擦和化学?#20174;?#31561;而导致的液压油污染。如液压油氧化变质,混入水份、空气,那么其黏度就会下降,从而破坏活塞和缸体之间的液压支撑(油膜);如果液压油混入颗粒污染物,那么活塞与缸体的间隙就会收?#25509;?#21709;,不但会增大缸体和活塞的摩擦,也会影响活塞与缸体之间的液压支撑;

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活塞和油缸的加工精度
活塞与缸体组成圆柱滑动副、滑动副之间有一定的间隙,在充满液压油的情况下相对运动,若活塞与缸体再加工、装配过程中存在偏心或者锥度,运动过程中产生的压差就会导致活塞收侧向力作用,加剧缸体与活塞之间的摩擦,从而引起活塞的拉伤;
由于加工缸体内孔和活塞的外径时,不可能聚堆无锥度,装配时,不可能绝对无偏心,因此运动过程中必?#25442;?#20135;生侧向力,进而导致活塞拉伤;
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钎杆反弹
液压破碎锤通过活塞击打钎杆而对外做功,由于力的作用是相互?#27169;?#20551;设钎杆与活塞的打击面绝对的平整,则钎杆的反弹力的作用线与活塞的轴线一致,钎杆理论上?#25442;?#21463;到侧向力,否则,活塞就会收到侧向力,进而导致活塞拉伤;
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活塞与缸体的配合间隙
活塞与缸体的配合间隙受到材料、热处理及高温等因素的影响。一般?#27492;擔?#26448;料会随着温度的变化而产生变形,但是,通过适当的热处理可降低其变形量。材?#31995;?#32447;性变形公式为:

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以某品牌铬钢(配件用活塞材料)为例,其线膨胀系数=11.2(/℃),假设试验件线性?#26412;?#20026;40mm,油温变化=80℃,通过计算可得其再?#26412;斗?#21521;?#31995;?#28909;膨胀变形量为0.036㎜。但是,通过不同的热处理方式制造出来的试验件,在不同的温度下进行试验,得到的试验数据不同,如下图

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活塞与缸体的配合间隙因材料、热处理方式不同而不同。在进行活塞与缸体配合间隙设计时,必须考虑变形因素,否则,热处理后配合间隙过小易导致活塞拉伤。
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液压破碎锤工作过程?#26800;?#38030;杆偏打
在液压破碎锤的实际工作过程中,常常会出现钎杆偏打现象,加之钎杆尾部和活塞打击面不是绝对的平整,因此会产生侧向力,从而导致活塞拉伤;
避免方案:首先要保证钎杆与活塞打击接触面?#26408;?#21248;性,由于热处理过程中,上述?#30699;?#20250;产生微量变形,因此在活塞与钎杆热处理后,需增加一道精车工序(将两个?#30699;?#36710;平)?#40644;?#27425;,可以适当降低钎杆的硬度,防?#25925;?#29992;过程中钎杆?#25442;?#22622;打碎,打裂,目前使用的钎杆硬度一般为HRC55,可以调整为HRC50,并降低其淬火层内的马氏体含量,从而提高其韧性;最后在使用过程中,要及时检查缸体内导向套,前缸体的完整性,防止因为导向装置的损坏而引起活塞在行程中出现偏心
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贯穿螺丝性能不足,导致活塞偏打
贯穿螺丝抗拉伸力不够,导致螺丝变长,包括定位销脱落,变形,从而紧固三缸力量放松,活塞做功时,产生侧向力,从而拉缸
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?#22266;?#23553;断裂导致活塞下端拉伤

如图为活塞环?#22266;?#23553;断裂后,导致上下对?#39057;悖?#20027;油封)部位拉伤,如下图所示

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下图为后果

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防尘封翻边导致?#21448;?#36827;入油缸拉伤
破碎锤售后服务工程师是工程机械行业里面最?#37327;?#30340;一个岗位,他必须具备的优秀品质首先是负责任和细心认真,以下为保养破碎锤时,更换主油封,安装活塞时,导?#36335;?#23576;翻边,造成的短期拉缸漏油

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【4】拉缸类故障修复方法

       (1)缸体?#24515;?#20462;复

       (1)缸体修复设备的选用我们所使用的设备是一台高精度万能磨床【比较合理的设备和型号为上海机床厂MM1450】,最大磨削孔径φ500mm,行程 =1500mm。工作台的直线度在全行程长度内≤0.02mm,工作台移动倾斜度在全行程长度≤0.015mm,床头主轴径向跳动≤0.01 mm,床头主轴中心线对工作台移动的平?#21368;取?0,01 mm

      〈2)缸体的装卡将缸体装在主轴?#31995;?#19987;门夹具上,按工艺要求,缸体外侧端面的跳动量≤0,01 mm。和隔离套相配?#31995;?#32568;体内孔与机床主轴的同轴度误差应≤0.005mm;

      (3)磨削缸体:缸体中需要修复的两个不同尺寸的内孔,要经过粗磨和精磨两道工序来完成。粗磨时应将内径磨圆、拉伤之痕磨平;进?#33455;?#30952;时,应使其尺寸精度、位置精度、粗糙度符合图纸的要求(尺寸精度在0.01 mm以内,同轴度误差在0.01 mm以内,孔的圆柱度误差为

0.005mm,粗糙度=0.4 μm)。

        (2)活塞?#24515;?#20462;复/更换活塞

        推荐外圆磨床为MM1350高精度外圆磨床【小型号磨床需要高技能?#38469;?#22312;正常水平发挥的情况下才能有可能做到同轴度良好】

       材?#31995;?#36873;择是活塞设?#39057;?#20851;键问题,它决定活塞设?#39057;?#25104;功与失败,决定零件寿命的长短。关于材?#31995;?#36873;择,各国液压锤的制造商均称采用优质高级合金钢,但选材和工艺还有区别,一些液压锤的制造商,采用的是优质合金工具钢,整体淬火而成;而另一些制造商采用的是低碳合金钢渗?#21363;?#28779;而成。采用高碳合金工具?#32456;?#20307;淬火的活塞,在工作中和钎杆接触的?#30699;?#19981;变形,不易产生裂纹,而采用低碳合金钢渗?#21363;?#28779;的活塞,在工作中和钎杆接触的?#30699;?#26131;产生变形(?#30699;?#20985;陷)和裂纹,如果裂纹扩大,就会产生断裂使活塞报废。

      以修复用活塞选材为合金工具钢为例,

      活塞加工工艺流程如下:

   备料—锻造—退火【消除应力、细化晶粒】—粗?#20302;?#22278;和中心孔—调质—精?#20302;?#22278;、槽—淬火—磨中心孔—磨外圆—磨工作边—去毛刺— 探伤—?#24515;?#20013;心孔—精磨外圆—检验— 油封—按照公差装入修复好的中缸体。

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