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【爱车保养】小吨位起重机转向器异响原因及改进方案

2017-11-14 14:33:52
导读:故障现象某型号小吨位起重机底盘常见故障之一是转向器产生异响。据统计,该异响主要表现为以下 4 种情况:一是向左侧转向至某个角度范围

故障现象

某型号小吨位起重机底盘常见故障之一是转向器产生异响。据统计,该异响主要表现为以下 4 种情况:一是向左侧转向至某个角度范围时异响,二是向右侧转向至某个角度范围时异响,三是两侧转向至某个角度范围时异响,四是提高发动机转速至一定范围时异响。转向器异响严重影响驾驶员驾驶的安全性和舒适性。

转向器结构

该小吨位起重机采用整体式转向器,其内部为循环球式结构,主要由转向螺杆、阀芯、扭杆、转向螺母、转向器壳体等组成,如图 1 所示。循环球式结构转向器的主要作用是助力、降低输出转速、改变传动方向、减弱轮胎传递到转向盘的冲击力。

原因分析

根据故障现象和转向器结构,分析异响产生的主要原因是:在起重机转向过程中,当转向液压油在转向器油道中的紊流到达一定强度,或当转向器受到外力冲击时,转向器中的转阀与扭杆等相关零件之间发生共振,从而产生异响。

改进方案

根据转向器发生共振的原因分析,我们决定对产生共振影响最大的转阀阀芯进行改进,以消除共振或减小振幅、达到消除异响的目的。为此,我们提出以下 3 种改进方案。

(1)减小转阀阀芯直径

在转阀基本结构保持不变的情况下,适当减小转阀阀芯直径,即将原 30mm 直径改为28mm。减小转阀阀芯直径后,加深油槽深度。

副油口磨削角度由原来的 12°改为 20°,副油口长度由原来的 16mm 改为 8mm。通过改进上述结构,改变了油液在阀体内部的流动方向和流动速度。转阀结构如图 2 所示。

(2)增大转阀阀芯直径

在转阀基本结构保持不变的情况下,适当增大转阀阀芯直径,即将原 30mm 直径改为35mm,并增设浮动套,将整体式转向阀改为浮动式转向阀,如图 3 所示。

(3)增加 O 形圈阻尼值

改进现有转阀阀芯阻尼圈,即将原 O 形圈加密封环结构改进为单一 O 形圈结构(如图 2 所示),并增大 O 形圈的阻尼值。

改进效果

根据以上 3 种改进方案分别生产转向器,并在有异响的小吨位起重机上进行试验,结果如下:按照减小转阀阀芯直径方案,以及按增大转阀阀芯直径并增设浮动套方案生产的转向器,安装在有异响的小吨位起重机上进行试验,转向器异响均明显减小,但仍有轻微异响。按照改进 O 形圈阻尼值方案生产的转向器,安装在有异响的小吨位起重机上进行试验,转向器异响完全消除。

按照改进 O 形圈阻尼值方案再生产 5 个转向器,分别安装在 5 台有异响的小吨位起重机上继续进行试验,转向器异响均得到消除。此后小吨位起重机上正式改用该方案生产的转向器,再未出现转向器异响。以前有异响的小吨位起重机更换改进的转向器后,也再未出现转向器异响。

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