自卸车多级液压缸故障分析

【摘要】现代矿上运输车辆普遍采用自卸车运输矿物，以矿车举升液压缸为研究对象，运用

活塞杆所受压力分析，分析各个活塞运行的次序及实际情况，通过分析，找到多级液压缸
故障的原因，为检修故障提供理论依据。
　　【关键词】多级液压缸；活塞杆；限位环
　　在矿山，大型的工程现场，自卸车以其大大节省卸料时间和劳动力，缩短运输周期，
提高生产效率，降低运输成本的优点得到了广泛的应用。大型的自卸车辆通常会采用多级液
压油缸作为举升装置。
　　自卸车的工作原理如下：发动机通过变速器、取力装置驱动液压（齿轮泵）泵，车厢液
压自卸机构由油箱、液压齿轮泵泵、分配阀、举升液压缸、控制阀和油管等组成。发动机通过变
速器、取力装置驱动液压泵，高压油经分配阀、油管进入举升液压缸，推动液压油缸活塞杆
使车厢自卸。自卸方向大部分为车辆尾部，通过操纵系统控制活塞杆运动，可使车厢停止在
任何需要的倾斜位置上。车厢利用自身重力和液压控制复位。
　　液压工作系统的原理图如下
　　在多级液压缸实际的使用过程中常常会发生如下失效状况：错级（

mis

—stage）、泄露、

缸体工作面划伤等。影响自卸车的正常工作。现在根据工作原理和实际的经验分析如下：
　　液压缸举升和回落的过程简介如下（为了叙述简略，仅以三级油缸为例）：
　　在举升的过程中液压齿轮泵不断地将高压的液压油注入液压缸，在液压缸的内部压强
为定值（这个值由控制阀来控制）。根据压强公式

P=F/S 可以得出每一级液压缸受到的力为

F=PS，由于多级液压缸每一级缸体的直径都不相同，因此对每一级液压缸产生的推力是不
同的。（请参看下图）
　　活塞（

plunger）的截面积越大受到的作用力越大。因此液压缸正常的举升次序为：活

塞

2（plunger2）

→活塞 1（plunger1）。

　　在回落的过程中，活塞所受的力主要来源于车斗自身的重力（由于液压回路控制阀开
启，处于低压状态），这时根据公式

F=PS，同样的原理。液压缸的正常回落次序为活塞

1（plunger1）

→活塞 2（plunger2）。

　　自卸车操作者在使用自卸车的时候通常会在油缸停止在举升卸货的位置上

 前后驱动并

制动车辆，已达到较快卸货的目的，这样操作比较容易使自卸车发生侧向倾覆的危险，同
时，这样的晃动会使伸出的液压缸摇动，在一定时间的积累下，密封圈会在活塞表面相应
的位置磨出凹槽，导致液压缸的泄露。通常表现为初始轻微的泄露，逐渐变大，最后高压的
液压油冲破密封造成大量泄漏。
　　如果液压缸的举升和回落速度没有设定好的话（设定较快），或者控制气路失效，通
常在举升回落过程中都会有金属磕碰的异响，这是由于限位环（

Spacing Ring）和外一级活

塞的内部限位结构碰撞产生的。碰撞的结果是使限位结构变形，从而划伤活塞的工作表面，
产生金属碎屑，划伤密封环，导致泄漏。金属碎屑有可能存留在整个液压回路中，卡住导向
和限位环，从而使活塞无法伸出，或者不能按正常次序伸出。
　　整个液压系统需要定期维护，定期检查液压油的清洁程度，适时更换液压油。遵守操作
流程，才能避免不必要的损失和事故发生。