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【矩形密封圈】【修机】装载机制动系统维修案例

一.矩形密封圈失效

(1)故障现象

1台ZL-30型装载机放置2天后,出现左后轮制动器抱死故障,造成该装载机起步困难、行驶无力,无法正常工作。维修人员用手触摸左后轮制动盘很烫手,观察制动钳活塞表面有锈迹,初步判断是制动钳存在故障。

(2)盘式制动器工作原理

该机行车制动系统盘式制动器主要由制动钳1、矩形密封圈2、防尘圈3、摩擦片4、活塞5、制动缸端盖6、制动盘7、销轴8、放气嘴9、制动液管10、管接头11、止动螺钉12组成,如图1所示。

每个驱动桥有2组盘式制动器,分别制动1侧车轮。制动盘7固定在轮毂上,随同车轮一起旋转;制动钳1固定在桥壳上,固定不动。每个制动钳1上设置4个制动缸,4个活塞5安装在4个制动缸内。

装载机制动时,驾驶员踏下制动踏板,使加力器动作,加力器将带有压力的制动液经制动液管10、制动钳1中的油道进入制动缸,推动活塞5移动,活塞5推动摩擦片4压向制动盘7产生制动力矩,将制动盘7抱死,实现装载机制动。解除制动时,抬起制动踏板,在制动踏板回位弹簧作用下解除加力器的制动力,制动液压力消失,部分制动液流回加力器,活塞5复位,装载机制动解除。

(3)故障排查

拆解左后轮盘式制动器时,发现活塞在制动缸里移动不灵活。将4个活塞拆下,发现活塞表面有锈迹,制动缸内的矩形密封圈膨胀变形。用水纱纸将活塞表面轻微打磨以除去锈迹,并更换新的矩形密封圈后装复试机约2h,该机左后轮再次抱死。因该机只有左后轮抱死,判断故障部位仍在左后轮制动钳上。再次对左后轮制动钳检查时,发现制动钳底部的1根制动液铜管被压扁,这可能是在拆卸制动钳时,不小心将制动钳摔到地上,将位于制动钳底部的制动液铜管压扁。更换了新制动液铜管后试机,故障现象消失。

分析认为,该机第1次修复实际上已经排除了故障,工作2h后再次抱死原因,是因维修人员在拆卸制动钳时将制动液铜管压扁,造成松开制动踏板时,制动液不能及时流回加力器。

经排查确定矩形密封圈失效后,具体更换方法如下:首先,将制动缸内的矩形密封圈环槽清理干净,将矩形密封圈装入环槽内(注意将矩形密封圈有倒角一侧朝向防尘套),将防尘套卡入制动钳的环槽中。其次,在活塞上涂沫少量机油或制动液,将活塞慢慢滑入防尘圈中(注意不要使防尘圈的唇口翻转或折叠,否则应重新安装);再次,将活塞滑入制动缸中,并使防尘圈的唇口进入活塞的环槽内;最后,在制动缸端盖上安装O形密封圈,并紧固在制动钳上。

二.制动阀阀芯不复位

(1)故障现象

当驾驶员踏下1台ZL50型装载机制动踏板再松开时,该机出现起步困难甚至无法起步故障。有时甚至踏下制动踏板后没有制动动作,由此导致该机无法正常作业。维修人员触摸各轮制动盘,发现2个后轮制动盘烫手,初步判断是气压制动阀存在故障。

(2)制动阀结构及工作原理

该机行车制动系统气压制动阀主要由顶杆1、平衡弹簧2、阀芯3、回位弹簧4、螺杆5、密封片6、进气阀门7组成,如图2所示。

当放松制动踏板时,阀芯3在回位弹簧4作用下被推至最高位置,阀芯3下端面与进气阀门7之间有2mm间隙,与A腔连通的制动气口经进气阀门7中心孔与大气相通,而进气阀门7在回位阀弹簧4的作用下关闭,此时装载机处于非制动状态(见图2a)。

当踩下制动踏板时,顶杆1对平衡弹簧2施加一定压力,推动阀芯3下移,关闭了制动气口与大气间的通道,顶开进气阀门7,压缩空气经进气口进入B、A腔,从制动气口输给加力器,此时装载机处于制动状态(见图2b)。

在制动状态下,通过平衡弹簧2的作用,使制动气口输出的气压与制动踏板作用力成正比关系。当踏板作用力一定时,顶杆1施加于平衡弹簧2的压力也为某一定值。进气阀门7打开后,当阀芯3下腔气压超过平衡弹簧2的张力时,平衡弹簧2被压缩,阀芯3上移,直至关闭进气阀门7。此时作用于阀芯3上的气压与踏板施加于平衡弹簧2的压力处于平衡状态,制动气口输出的气压值保持不变。

当制动踏板施加于平衡弹簧2的压力增加时,阀芯3又开始下移,重新打开进气阀门7。当阀芯3下腔的气压增至某一数值时,作于阀芯3上的力与踏板施加于平衡弹簧2的压力相平衡时,进气阀门7又重新关闭,而制动气口输出的气压又保持在增高后的气压值。即制动气口输出的气压值与平衡弹簧2的压缩变形量成正比,且与制动行程成正比。

(3)故障排查

拆检加力器,发现加力器油室漏油,缸筒内壁表面严重腐蚀,助力泵气室活塞皮腕明显发胀,活塞弹簧扭曲变形。更换加力器总成,待气压升至0.7~0.8MPa,踏下制动踏板均不能放出制动液,且踏制动踏板无弹力。

打开储气筒放水螺栓,只放出很少的水,说明储气筒正常;拆下加力器进气管,踏下制动踏板时气压制动阀制动气口出气正常。

踏下制动踏板时,拧松后轮制动钳放气嘴放不出制动液,这说明制动液没有到达后轮制动钳,制动器不会产生制动作用。待气压升至0.7~0.8MPa时将发动机熄火,听到气压制动阀处有漏气声,于是怀疑气压制动阀存在故障。

拆下气压制动阀通向后轮加力器进气管,踏下制动踏板,发现气压制动阀通向后轮加力器进气管接头处出气量很少。由于前面检查时,踏下制动踏板时气压制动阀制动气口出气正常,故可判断该气压制动阀存在有时出气、有时不出气故障。

更换新的气压制动阀,对2个后轮制动钳进行放气,结果可正常放出油、气。将制动油路中的气体放净后试机,故障现象消失。分析认为,气压制动阀阀芯不能正常复位,是造成该机制动故障的主要原因。

更换新的气压制动阀后,放净制动油路中的气体至关重要,具体方法如下:首先,将加力器贮油室制动液加到标准油位,启动发动机将制动气压升至0.7~0.8MPa,连续脚踏制动踏板,使贮油室的制动液迅速充满至各制动液管路中。其次,1人反复踏下制动踏板后持续踏住,另1人将制动钳放气嘴松开,放气后旋紧放气嘴(可使用透明塑料管,一端套在放气嘴套上,另一端放入盛有制动液的容器中)。如此反复操作,直到无气泡排出为止。最后,旋紧放气嘴,松开制动踏板。放气过程中,一定要注意及时向贮油室补充制动液,以免空气再度进入制动系统。

本文选自《工程机械与维修杂志》2017年第5期

作者:史晓勇 王新丑

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