日本川崎K3VDT液壓柱塞泵變量調節器修理
川崎K3V系列液壓柱塞泵,因為該泵的內膽零件采用了現代先進的表面耐磨損涂層技術,使泵的使用壽命得到了很大提高。性能先進,工作可靠,維修方便等特點,被廣泛的應用在各種工程機械上,現日本“神鋼”“住友”“加騰”等品牌挖掘機都使用該系列泵。
泵變量機構在設計的服役期限是一萬小時,但因液壓油液中的金屬顆粒嚴重超標時,造成泵變量機械內部零件間隙中油液沖刷磨損,使變量活塞和閥桿與孔的配合間隙增大,伺服壓力油從閥桿與孔的間隙中泄漏到泵殼中,變量機構內泄漏嚴重時,沒有達到標準的伺服壓力油就無法推動變量撥叉桿到達即定位置,使泵的總輸出功率下降,而修泵時往往只注重修理泵的內膽件或更換內膽件,不注重檢查泵的變量機構的內泄漏,這樣修出的泵也往往事半功倍,按裝使用后,還是達不到理想的校果。
一,變量調節器的原理
1.1功率控制
在輸入恒定轉速恒定扭矩的條件下,雙泵上的調節器根據串聯的雙泵壓力載荷的總和,控制泵的斜盤角度以改變泵的流量與壓力,通過變量調節閥自動控制每臺泵的功率輸出變化可以使發動機的總負荷保持恒定,使發動機的效率充分發揮。
1. 2輸出功率大小的控制
通過改變給定比例減壓閥的電流值來改變比例減壓閥輸出的二次壓力控制油Pi(功率轉換壓力),控制油通過泵內部的孔道對應到每一臺泵上的變量調節器的上馬力控制機構,可以控制變量調節閥使泵的輸出功率得到改變。變量調節閥使泵的輸出功率有一個對應的值,改變比例減壓閥的輸出壓力就可以改變泵的輸出功率。通過這種調整可獲得適應外負載的功率。
1. 3流量控制
改變控制壓力Pi,泵的斜盤角度(泵的排量)得到控制。變量調節閥可使泵的輸出流量得到控制,在這個系統中Pi增加可以使泵的出口流量Q減少,Pi減小可以使泵的出口輸出流量Q增加。泵的輸出流量大小是根據需要進行變化并與負載相匹配,這樣可以避免不必要的功率浪費。
1. 4zui大限定流量控制
通過控制壓力Pm,使泵的zui大排量得到控制,這種控制是兩位通過控制壓力的ON—OFF(開——斷),Pm只能使泵的zui大排量可以有兩個壯態。(不能有中間的其它壯態)變量調節閥有上述四種控制功能,但是每一種控制功能與其它的控制功能可以同時進行,減少或增大變量泵的斜盤角度的工作原理。
1. 5比例減壓閥數據
型號:KDRDE5PR—10/40C04
初始壓力:max 40kgf/C㎡ zui大背壓: max 10kgf/C㎡ 二次壓力設定范圍:0—40 kgf/C㎡
額定電流:800mA 滯后:max 5% 可重復: max 3%
線圈電阻:13.5±0.7Ω 流量:max 6L/min 內泄量:max0.2L/min
頻 率:70—75Hz、400—600mapp
二變量調節器工作原理
2.1根據液壓原理圖所示,泵的排量是由控制壓力Pi控制。(參照液壓原理圖,主視圖,剖視圖。
2。2流量減少的調節工作過程:當控制壓力增加時,控制活塞(643)右移,液壓與彈簧力平衡,使活塞處于一個新的平衡位置。在控制活塞的開口處(A),通過銷(875)與桿2(613)相連接,所以,當控制活塞右移時,帶動桿2圍繞B點轉動,[B點的固定銷(614),銷釘(875)],在桿2大孔處有銷釘(897)。當桿圍點擺動時與銷釘(897)接觸(接觸點在桿2的大孔處左側),使銷釘(897)右移,銷釘(897) Q泵的排量
固定在反饋桿的下端與變量斜盤絞接(548,531),
上端與滑閥鉸接(874)。由于變量頭不動時下端就
是支點,反饋桿順時針擺動,滑閥右移,滑閥右移時,
閥的P口與CI口相通并與伺服變量柱塞大腔相,這時
伺服變量柱塞大腔的壓力增加使伺服變量柱塞的出口
相通。伺服變量柱塞右移時帶動反饋桿的下端移動,
而這時桿2大孔內的銷釘(897)就是支點,所以反
饋桿只能繞此點轉動,滑閥由反饋桿帶動左移,滑閥
的開口直到關閉為止,伺服變量柱塞也停止移動。由 控制壓力Pi
滑閥的右移開始zui后使滑閥左移,這就是反饋桿的作
用,而且這是負反饋。
2.3流量增加的調節工作過程:當控制壓力減少時,控制活塞(643)在彈簧(646)的作用下左移,同時桿2(613)繞B點順時針轉動,銷釘(874)在回程彈簧(654)的作用下使滑閥左移,同時銷釘(874)和反饋桿(611)圍繞反饋桿的下端反時針旋轉,滑閥的CI口與T口相通,控制腔回油,這時伺服變量柱塞大腔的壓力減小,伺服變量柱塞在小腔的壓力的作用下左移。變量斜盤的角度增加,泵的排量增加。當伺服變量柱塞左移,反饋桿圍繞銷釘(897)逆時針旋轉,這樣帶動滑閥右移,使閥口逐漸閉合,達到一個新的平衡點,伺服變量柱塞,控制變量柱塞,控制活塞,滑閥在一個新的位置平衡。
2. 4功率控制:如右圖所示,
當泵的出口壓力增加時,泵的變量斜盤減小 Q,
以避免發動機過載。變量調節器控制泵的輸
出功率,同時,控制兩臺泵的變量斜盤角度
是相同的,從而使兩臺泵的輸出流量是相同
的。功率控制的調節過程與流量控制的調節
過程相同,
Tin = Pi × q/2 π ﹢P2×q/2π= (P1 P2) × q/2π
Tin----兩臺泵的總功率 P1+P2
2.5恒功率控制:當某一個泵或同時兩個泵的出口壓力
增加時,在P1和P2的作用在差動式活塞的梯形部分(621),這樣差動(補償)桿(623)右移,這樣就壓縮外部彈簧(625),同時也可能壓縮內部彈簧(626),泵的出口壓力P1和P2與彈簧力相平衡。差動桿的右移通過銷釘(875)帶動桿菌1圍繞著E點逆時針轉動,
在E點的銷釘(875)固定在外殼(601)上,銷釘(897)固定在反饋桿(611)上,同時插入桿1的大孔F內,當桿1圍繞著E點逆時針轉動時,帶動反饋桿圍繞D點順時針轉動,這樣就帶動滑閥(625)右移,滑閥(625)右移時壓力P1口與控制CI口相通,伺服變量柱塞的控制腔(大腔)控制壓力上升,伺服變量柱塞右移使變量斜盤角度減小,流量減小,防止發動機過載。現時伺服變量柱塞的移動通過D點帶動反饋桿圍繞F點逆時針轉動,從而使滑閥向左移動,滑閥移動到使開口閉合為止,所有的變量機構與伺服變量柱塞,滑閥,差動式活塞的梯形部分(621),差動(補償)桿(623)都停止運動。
2.6流量復位控制:當P1泵的出口壓力與P2泵的出口壓力減小時,差動桿(623)靠彈簧(625,626)壓回,這樣桿1圍繞D點順時針旋轉,滑閥向左移動,使控制閥口CI與回油口T相通,伺服變量柱塞的控制壓力下降,伺服變量柱塞左移,變量斜盤的角度增加,同時由于伺服變量柱塞的左移,使反饋桿順時針旋轉,反過來使滑閥右移,直到使閥口閉合為止,調節過程完畢。
2.7小擺動(低流量)的優先機構控制:如上所述,泵的流量控制和功率控制,是通過桿1和桿2的大孔(C,F,)傳遞到反饋桿上,通過小擺動(低流量)的優先機構控制可以實現優先選擇。由于銷釘(897)Φ4伸入到Φ8大孔之中,所以不是任何時候銷釘(897)Φ4伸入到Φ8大孔接觸到,如果接觸不上,就是處于自由分離狀態,這時桿1和桿2那個擺動的角度小就由那個機構實現控制,所以,靠這種機械結構可以對泵的流量控制和功率控制優先實現小角度指令。
2. 8功率轉換控制:如右圖所示, Q
泵的設定功率是通過功率轉換壓力將會得到控制。
當功率轉換壓力PF(由比例減壓閥提供)增加時,
通過銷釘(898)作用在差動桿(623)的端頭上,
使其右移。這樣泵的變量斜盤的角度減小,泵的輸
出流量減小,設定的功率被降低。這與功率控制的
過載保護的調節流量是相同的。相反,當功率轉換
壓力PF下降時,設定的功率增加。
輸出壓力P1+P2
2.9流量極限控制:如右圖所示,借助于 Q
控制壓力PM,zui大流量可分兩個擋級。當控制壓力
PM輸入時,PM作用柱塞(648)左側,并克服彈簧力
(646)使擋塊(647)和控制活塞(643)向右移動,
使變量斜盤減小角度,泵的排量下降。調整螺釘(642),
是一個限位螺釘,通過調整該螺釘,可以設定控制活塞的
位置,這樣就限定了泵的zui大流量。
控制壓力PI
三,變量調節器與變量活塞檢查與修理
3.1該泵設計上有液控變量和機械變量二套機構,液壓變量是由變量調節器分配的液壓控制油來推動撥叉閥桿(伺服閥桿)的大小兩個端面,使撥叉閥桿左右移動,撥叉閥桿上的球頭插入斜盤銷孔中帶動斜盤角度變化。機械變量是由泵殼外表面的兩處螺絲頂桿的旋進與旋出來直接推動變量閥桿左右移動,螺絲頂桿的另一個做用是限定斜盤初始位置與zui大角度。機械變量的作用是當液控變量失靈時,采用螺絲頂桿來改變斜盤角度,使泵具有一定的流量使挖掘機能夠移動.
在需要修泵時,主要的是要判斷準確,針對泵的不同癥狀,采取不同的修理方法。要判斷泵的總功率下降時,應采取全面試車,針對全車動作慢而發動機轉速正常情況下,拆泵檢查泵內膽件間隙及變量活塞間隙,再檢查調節器伺服閥杠間隙。由于調節器是由精密原件組成,所以分解和組裝時,是相復雜的工作,必須有專業經驗人員來分解與組裝,一定要十分小心,不要丟失任何細小零件。
分解泵時應測量撥叉閥桿(伺服閥桿)與所配孔的間隙,標準間隙為0。006—0。012mm,變量調節器的三臺階伺服閥桿間隙是同樣配合尺寸,當間隙超出公差范圍,變量控制油從閥桿間隙中串通,使控制壓力降低,使撥叉閥桿沒有移動到所需要的位置.還應檢查撥叉閥桿上的球頭部分與斜盤上的銷孔套,球頭的園度和銷孔套的磨損也會造成斜盤卡澀.
調節器拆卸方法
3,2,清除泵外表面的灰塵后,選擇一處清潔的工作臺,在工作臺上置放橡膠板或布,不要把零件劃傷。擰下調節器上的(412,413)四件內六角螺栓,把調節器向上提起拆下,這樣調節器從泵上分解下來。
3.3從調節器側面的控制蓋板(629)上擰下內六角螺栓(438),取下蓋板。兩側蓋板上的調整螺釘和螺母不要松開,否則會改變已經調定的壓力和流量。從大背帽內孔中取出大小兩件彈簧與彈簧座,從另一孔中拉出調整座(645)調整墊(649)彈簧(646)彈簧座(644)。
3.4擰下螺釘(436,438)取下蓋板(641)拆下擋圈(814)并拆下彈簧座(653)回位彈簧(653,654)。
3。5從另一側面取下擋圈(858)用M5螺絲提出柱銷(614,615)用攝子從ф8孔中取出銷釘(897)同時拆下反饋桿(G613)從閥孔中取出控制閥桿(643)和閥套與墊(651,836)
3。6為了拆下銷釘(874,ф4)用一根細鋼桿同時從上面小心推出,不要碰桿(612)從調節器下面方孔中取出反饋桿及撥叉桿(611,F612)再取出閥桿和閥套(652,651)。
3。7從伺服閥孔的反面推出差動桿(623)和伺服閥芯與閥套(621,622),這時一臺調節器的拆卸完成。
3。8閥孔中拆卸下來的彈簧及彈簧座,墊,閥桿,閥套等零件按拆卸順序排放在一起。不能把各孔中的零件混裝。一定要分清反饋桿(G613,611,F612)的排列方向和順序。
組裝程序:組裝只是拆卸的反程序,但要注意如下幾點,組裝調節器是一件精細的工作,外部雜物的進入會引起故障,所以用清潔的油洗凈并吹干凈并放在干凈的地方。用潔凈的液壓油潤滑滑動的零件。作為一個規定,必須更換全部O型圈和其它各類密封。要確保閥芯與閥套,閥套與殼孔的滑動,要注意不要弄錯反饋桿(611)的方向。
3。9發現閥桿與閥孔間隙大時,首先用研磨棒把閥孔研好,再配合閥桿間隙。注意孔的光潔度及園度,錐度。在K3VDT泵上zui容易摩損的是撥叉閥桿,需要修復此閥桿時,應先用外園磨床把桿的表面磨掉0。25左右,去掉疲勞層后,用表面工程方法補償。
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