某液压顶升装置故障分析及仿真验证

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1、2013年8月机床与液压Aug．2013第4l卷第16期MACHINETOOL＆HYDRAUUCSVo1．41No．16DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．16．058某液压顶升装置故障分析及仿真验证米双山，付久长，韩翠娥(军械工程学院四系，河北石家庄050003)摘要：针对液压顶升装置的故障，采用理论分析和仿真验证相结合的方法，成功地确定了故障的原因，并最终排除了故障。关键词：顶升装置；故障；仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(201

2、3)16—188—3在装备的维护和封存中，维护人员常需要将车辆液压顶升装置液压原理图如图2所示。当需要顶顶起，使用传统的手动千斤顶进行顶升，不仅无法满起装备时，向右扳动三位四通换向阀，电机带动主泵足现代战场对装备快速维护的需要，而且会消耗维护通过滤油器从油箱中吸人液压油，经单向阀、三位四人员的体力。液压顶升装置的出现替代了传统的手动通手动换向阀的左位、液控单向阀、左侧单向节流阀顶升。该顶升装置不仅降低了维修保障人员的劳动强的单向阀后同时进入两个三级液压缸的下腔，推动活度，而且提高了工作效率。由于液压顶

3、升装置主要塞逐级向外伸出，进而将装备顶起。同时，三级液压用于大型设备的顶升，所以顶升过程中的稳定性就显缸上腔油液经过右侧单向节流阀的节流阀、手动换向得至关重要。液压顶升装置是否稳定运行直接关系到阀左位流回油箱，完成装备的顶升过程。在电机损维修保障能否顺利开展，关系到装备和维修人员的坏、主泵损坏或系统断电的情况下，可由操作者操作安全。手动泵完成上述顶升操作。作者对某型液压顶升装置在出厂调试时出现的故障进了理论分析及仿真验证，并提出了故障解决方案，最终取得了良好的效果。1液压顶升装置的结构组成及工作原理液

4、压顶升装置实物如图1所示，主要包括油箱、动力组、叠加阀组、油管、两个三级液压缸、承载装手置小推车，其中，动力组包括电机、齿轮泵和手动泵。阀阀图2液压顶升装置原理图当需要装备回位时，向左扳动三位四通换向阀的操作手柄，主泵输出的油液经过单向阀、手动换向阀的右位，一部分通过右侧单向节流阀的单向阀进入三图1液压顶升装置实物级液压缸的上腔，另一部分进入液控单向阀的控制油收稿日期：2012—07—11作者简介：米双山(1965一)，博士，教授，主要从事机械工程及其自动化、计算机仿真等方面的研究。E—mail：fu

5、ji—uchang2008@live．cn。第16期米双山等：某液压顶升装置故障分析及仿真验证·189·口，使其阀芯开启。活塞在压力油和装备自重的作△p=p-p，P。为出油口压力，这里默认为0，用下逐级收回。同时，三级液压缸下腔的油液经过左所以Ap=P；侧单向节流阀的节流阀、液控单向阀和手动换向阀的m。、m：、为分别为一、二、三级油缸的质右位流回油箱，完成装备回位。调整左侧单向节流阀量(kg)；的开口大小即可调整装备的下降速度，使得装备能够P为进油口压力(MPa)；平稳下降。D、d分别为一级缸的外径和

6、内径(m)。2液压顶升装置故障分析及仿真验证经计算可以得出：在正常情况下，当三级液压缸2．1液压项升装置故障现象进油口压力达到0．032MPa时，三级液压缸即可正常液压顶升装置韵执行元件为三级液压缸。理论伸出。上，多级液压缸在伸出时，应该按照活塞的有效工作故障情况下，一级缸未发生移动，二级缸伸出并面积由大到小依次伸出(即按照一级缸、二级缸、带动三级缸向上移动，这里以二级缸和三级缸为整体三级缸的顺序伸出)，收回时按照活塞有效工作面积进行受力分析：由小到大依次收回。但该液压顶升装置在出厂调试p~rDE2／

7、4×10。=(m2+m3)g+Fc12时，三级液压缸在伸出过程中会随机出现二级缸先于式中：F为一级缸与二级缸密封摩擦力(N)；一级缸伸出的情况。在进行顶升试验时，若二级缸先JD为二级缸外径(m)。伸出，装备在被逐渐顶起时会出现二级缸突然收回经计算，在故障情况下，三级液压缸进油口压力的现象，与此同时一级缸突然伸出，整个三级液压为0．0415MPa。在此情况下，一级缸受力为：缸总高度下降，装备随之下落。由于顶升装置的负p(D一d)／4×10。+Fc12=，1g+01载多为重型装备，顶升的无预兆突然下降不仅

8、可能将进油口压力P代人上式对一级缸进行受力分析对装备造成损伤，而且严重威胁到现场工作人员的发现，一级缸两端受力已不再平衡，即：安全。p叮T(D—d)／4X10。十Fcl2>m1g+Fc012．2顶升故障理论分析理论情况下，一级缸应该向上移动，但故障的实际情况是一级缸并未发生移动，即一级缸仍处于受力下面对液压顶升装置的这一故障现象进行理论分析，以找出可能的故障原因。平衡状态。所以只有F：减小或F叫增大才能出现这首先对液压顶升装置进行初步检查。根据顶升装种情