裝載機儲氣罐炸裂故障分析

   時間:2014-03-11 15:45:03
裝載機儲氣罐炸裂故障分析簡介
       去看冬季,某施工單位使用的同一公司生產的幾台ZL50裝載機,連續發生三起儲氣罐炸裂故障,其中一……
裝載機儲氣罐炸裂故障分析正文
  

去看冬季,某施工單位使用的同一公司生產的幾台ZL50裝載機,連續發生三起儲氣罐炸裂故障,其中一起是在生產廠商進行了儲氣罐更換后再次發生的。筆者有幸被邀請和生產廠商技術人員一起對儲氣罐炸裂原因進行了分析,排除了故障,並對裝載機生產廠提供了整改建議。實踐證明當時的分析和建議是合理的,在此簡述以供同行參考。
1、故障現象描述
出現儲氣罐炸裂現象的裝載機,其行車制動系統採用的是一般工程機械常用的氣頂油式鉗盤式制動系統,經現場詢問駕駛員,儲氣罐炸裂現象均是在早晨裝載機啟動后不久發生的,被破壞的儲氣罐有炸裂的、有焊縫處開裂的。施工現場3台同一型號的裝載機,其中2台發生此故障,而另一台只是發動機不一樣,卻沒有出現儲氣罐炸裂故障。
2故障原因分析
2、1制動系統簡述
系統原理如圖1所示,腳制動系統由空氣壓縮機1、油水分離器組合閥2、雙通單向閥3、儲氣罐4、梭閥5、腳制動閥6、加力泵13、盤式制動器12等部件組成。發動機驅動空氣壓縮機時,壓縮空氣從空氣壓縮機1進入油水分離器組合閥2,過濾掉空氣中的水分及部分雜質,同時保持系統壓力為0.68-0.7MPa,氣體通過雙通單向閥3進入儲氣罐4。正常行駛及作業時,使用左制動踏板,當踩下左制動踏板時,左、右儲氣罐中的空氣分別進入前後加力泵,推動剎車油沿著管道進入前後驅動橋的盤式制動器12,推動活塞、摩擦片壓向制動盤;當放鬆制動踏板時,加力泵中的壓縮空氣從制動閥的放氣孔排入大氣,制動狀態解除。
2、2故障可能發生的原因
(1)儲氣罐的質量太差,承受不了組合閥安全保護所規定的壓力而炸裂。經了解組合閥安全保護所規定的壓力0.9MPA。根據QC/T200-95標準中的規定,儲氣罐的耐壓性要求壓力應為額定使用壓力的5倍,即應該承受3.92MPa(0.78MPa*5)的壓力,不得有裂紋等缺陷。
(2)油水分離器組合閥的原因。組合閥有兩種主要功能;一是排氣、油水分離的工輕盈,即當氣體壓力超過0.78MPa時,排氣閥自動打開,同時過濾網下的油、水等雜質自動排出;二是安全保護功能,即當氣壓超過0.85-0.9MPa時安全閥打開,起到安全保護的作用。兩種作用失效,儲氣罐因得不到保護而損壞。
(3)組合閥的設計與發動機空氣壓縮機的排量不匹配,若排氣閥出問題,安全閥即使打開,也存在繼續向儲氣罐充氣的可能。
2.3故障可能發生的原因分析
2.3.1儲氣缸的質量太差
儲氣罐的質量太差主要是焊接問題,如果達不到國家規定的壓力窗口的焊接標準、試驗標準,儲氣罐必然會出現潛在的質量隱患。
2.3.2組合閥的故障
組合閥的結構如圖2所示,只有組合閥的兩個安全閥失效時,壓力的升高才會導致儲氣罐炸裂。
a)氣閥內含有水分。從現場拆開組合閥來看,閥內也確實含有水分,如果發動機停止工作后,寒冷的天氣使水結冰,排氣閥不能打開。進入排氣閥的水分有兩條途徑:一是從空壓機打出的氣體未充分冷凝空氣中的水分,這樣排氣閥不能有效排出空氣中的水分。組合閥安裝時要求從空壓機到組合閥的管道長度漢有小於2m,孔徑不小於Φ12mm,才能使空氣充分凝凝析出其中的水分,實際上這台裝載機的管長只有1.2m。某些廠家也有為使管路加長而纏繞了幾圈的。二是外界水分通過排氣閥的呼氣孔進入排氣閥。排氣閥的呼氣布置在錐體的表面上,如果呼氣孔處有水分,排氣閥不斷地打開和關閉會造成呼氣孔處的水分吸處排閥內。而此發動機消音器上的流水正滴到油水分離器上。
b)建立排氣閥打開壓力的小孔,由於濾網被雜物堵死,使排氣閥不能安全打開。
c)儲氣罐布置在車頭內,由於位置太高也不利於空氣中的水分排出
(2)造成安全閥失效的原因:
a)現場發現安全閥的出廠時沒有用膠封口(有的安全閥出廠後進行了封口),未封口的安全閥如果鬆動而用戶又進行擰緊且超過設定的壓力,儲氣缸得不到應有的保護而損壞。
b)排氣閥未將空氣中的水分徹底分離而進入安全閥中,發動機停止工作后,寒冷的天氣使水結冰,再次工作時安全閥不能打開。
2.3.3組合閥與發動機空氣壓縮機的排量不匹配
該車使用的發動機,經詢問其空氣壓縮機的排量大,而恰恰損壞的就是與此發動機配套的儲氣罐,排量的增大會造成兩種影響,一是進入排氣閥的水分增加;二是排氣閥損壞,安全閥即使打開,仍排不出大量氣體,存在向儲氣罐充氣的可能。
總結以上分析,儲氣罐炸裂原因為:發動機空氣壓縮機的排量大,組合閥油水分離不徹底,致使組合閥內存在相對較多的水分,同時制動系統管路水分也比其它機型增多,裝載機使用過程中不存在問

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