支腿油缸双向液压锁故障诊断

　　针对某工程机械支腿油缸双向液压锁无法开启的情况，分析故障产生的机理，并探讨了双向液压锁选型的关键因素，以提高液压系统锁紧回路设计的可靠性。

　　关键词：双向液压锁;故障;选型

　　随着经济的发展，我国的基础设施建设规模越来越庞大，对工程机械的要求也越来越高。很多移动式的工程机械，如混凝土泵车、高空作业车等均采用四腿支撑系统。支撑系统是确保设备使用与安全的关键部件，对于四腿支撑系统，可靠的支腿油缸是承担工程机械整车重量及维持其平稳性的关键结构件[1]，一旦失效，将会对施工人员的人身安全造成严重威胁[2]。因此，双向液压锁作为支腿油缸正常运动的关键元件，其安全性和可靠性极为重要。本文针对某型工程机械支腿油缸双向液压锁故障进行诊断分析，并对双向液压锁选型与锁紧回路的可靠性设计进行相关探讨。

　　1支腿油缸双向液压锁故障现象

　　在某移动式工程机械的调试过程中，操作支腿多路阀使支腿下撑油缸无杆腔进油时，液控单向阀无法开启，有杆腔不能正常回油，导致液压系统憋压，造成有杆腔压力过大，油缸存在严重的安全隐患。

　　2故障诊断及机理分析

　　针对支腿油缸液压锁无法开启的现象，分别从支腿液压双向锁紧回路的工作原理以及液压锁结构进行故障诊断及机理分析。

　　2.1支腿锁紧回路工作原理

　　图1为支腿下撑油缸锁紧回路的工作原理。电磁阀1处于左位时，压力油一路从液控单向阀2.1进入下撑油缸的无杆腔，另一路打开液控单向阀2.2使有杆腔油液回油箱，从而实现支腿油缸下撑动作，反之亦然。油缸无杆腔进油，液控单向阀2.2没有开启，初步分析故障原因为液控单向阀2.2先导口堵死。然而，更换新的液压锁后，故障仍未排除。因此，需从液压锁的结构和设计选型上进一步对故障机理进行分析研究。

　　2.2双向液压锁结构

　　支腿下撑油缸双向液压锁为板式结构，采用两个螺纹插装式液控单向阀集成设计，主要技术参数如下：额定压力为42MPa，额定流量为60L/min，开启比为4∶1。液控单向阀外形和内部结构分别如图2、图3所示。假定油缸无杆腔进油压力为P，油缸无杆腔面积为A1，有杆腔环形面积为A2，则油缸无杆腔和有杆腔面积比(油缸的速比)为：

　　3液压锁选型与锁紧回路设计探讨

　　双向液压锁又称为双向闭锁阀，其在液压系统中用于控制工作部件在任意位置的停留，能使液压缸的活塞在行程中的任意位置被锁紧，用途较广[3]。实际应用中，液压锁会出现锁不紧或无法开启、液压锁开启压力大等问题。如果元件选择或者使用不当，极易产生系统的振动现象[4]。因此，液压锁的正确选型与液压系统锁紧回路的设计至关重要，需要从以下方面进行综合考虑。

　　3.1液压锁结构尺寸

　　液压锁为两个互相串联在一起的液控单向阀，阀芯采用锥阀式结构，密封性能好，泄漏极小[5]。液压锁的开启比是选型时的一个关键指标，开启比由液压锁的结构决定，因此，液压锁结构尺寸的合理设计至关重要，现对其进行具体分析。

　　3.2锁紧回路设计

　　锁紧回路应能满足可靠、迅速、平稳、持久等要求，元件的选型合适与否直接关系到液压系统运行的可靠性[6]。当负载和执行元件确定后，液压锁的开启压力决定于其自身结构尺寸，开启压力宜小些，太高会使支腿收回时瞬时动作很猛烈，造成强烈的振动和冲击。在设计锁紧回路时，换向阀的中位机能宜选用H型或Y型，避免采用O型中位机能。O型中位机能在系统卸压时液控单向阀不能迅速关闭，锁紧响应性差;而使用H型或Y型中位机能进油口和回油口均与油箱连通，液压锁的锁紧性能和响应性较好。同时，系统回油背压不宜过高，背压太高，会出现执行元件锁不紧的现象，也会引起执行元件运动速度波动，造成液压锁振动。

　　4结语

　　双向液压锁因其结构简单、使用方便广泛应用于工程机械液压系统锁紧回路。液压锁选型时，开启比是一个重要的性能参数，要综合考虑系统条件、元件结构特点、使用工况以及重要的性能参数，使液压锁能够正常启闭，做到元件和系统的最佳匹配，提高锁紧回路的稳定性与可靠性。

　　参考文献：

　　[1]曹富龙.基于RecurDyn与解析法的混凝土泵车支撑系统研究[J].工程机械，2017(10)：27-31.

　　[2]贺尚红.混凝土泵车支腿失效特性研究[J].液压与气动，2015(5)：47-48.

　　[3]宋亚林.使用双向液压锁后液压缸平稳性的改善方法[J].机床与液压，2011(4)：131-132.

　　[4]朱瑞滨.液控单向阀和双向液压锁的正确选用[J].液压与气动，2001(9)：27-28.

　　[5]王伟.使用液压锁应注意的问题[J].机床与液压，2004(4)：176-177.

　　[6]卢建萍.元件的选型与系统的可靠性[J].流体传动与控制，2006(1)：38-42.

　　作者：张伟 周雄 赵光明 单位：三一汽车制造有限公司