高空作业车伸缩臂缸自动伸出原因解析

⾼空作业车伸缩臂缸⾃动伸出原因解析1.故障现象

1台⾼空作业车伸缩臂液压缸（以下简称伸缩缸）活塞杆缩回到位后，操纵⼿柄回到中位时其⾃动伸出约35mm，即使此时将发动机熄⽕，也不能阻⽌其⾃动伸出。伸缩缸伸缩过程中，只要在任⼀位置停下来，其活塞杆都会伸出2～35mm。2.⼯作原理

图1 该⾼空作业车伸缩臂液压回路

该⾼空作业车伸缩臂液压回路如图1所⽰。该回路由液压泵1、液压油箱2、⽐例换向阀3、伸缩缸4、伸缩平衡阀5组成。液压泵1⼯作时，压⼒油通过⽐例换向阀3和伸缩平衡阀5进⼊伸缩缸4，推动伸缩缸4伸出或缩回。⽐例换向阀3回到中位后，伸缩平衡阀5将伸缩缸4锁定，伸缩缸4的⽆杆腔和有杆腔便形成2个密闭的压⼒腔。

正常情况下，伸缩缸⽆杆腔和有杆腔被活塞密封件隔离。伸缩缸停⽌动作后，⽆杆腔压⼒油产⽣的推⼒、有杆腔压⼒油产⽣的推⼒、臂架⾃⾝质量和负载产⽣的外⼒平衡。由于液压油可压缩量⾮常⼩，伸缩缸位移很⼩，可以忽略不计。3.故障排除

经过现场检测，发现伸缩缸存在⽐较严重的内泄，其他⽅⾯未见异常。将伸缩缸返⼚拆检，更换损坏的密封件，再将其装复试机，伸缩缸活塞杆⾃动伸出现象消失。由此得出结论：伸缩缸活塞杆⾃动伸出是其内泄引起的。4.计算解析

为了弄清伸缩缸内泄引起其活塞杆⾃动伸出这⼀问题，特通过计算进⾏深⼊解析。(1)伸缩缸受⼒分析

图2 伸缩缸受⼒图

伸缩缸受⼒情况如图2所⽰，其受⼒平衡的关系式为：F1=F2＋F3 （1）

式中：F1——⽆杆腔压⼒油产⽣的推⼒；F2——有杆腔压⼒油产⽣的推⼒；F3——臂架⾃⾝质量和负载产⽣的外⼒。

伸缩缸活塞杆伸出过程中，要克服臂架之间的动摩擦⼒，这使得F3有所增⼤；在静态时，臂架之间的静摩擦⼒对受⼒有利，F3有所减⼩。伸缩缸活塞杆缩回过程中，动摩擦⼒

与静摩擦⼒同向，但由于静摩擦⼒⼤于动摩擦⼒，所以伸缩缸伸缩动作停⽌瞬间，F3会有所减⼩，此时F1＞F2＋F3，因⽽伸缩缸活塞杆产⽣伸出趋势。

当伸缩缸⽆内泄时，在伸缩缸活塞杆伸出过程中，⽆杆腔压⼒减⼩，有杆腔压⼒增⼤，从⽽达到新平衡。由于液压油可压缩量很⼩，操纵⽐例换向阀停⽌活塞杆伸出动作后，活塞杆继续伸出的距离应在0.5mm以内。(2)伸缩缸⾃动伸出距离计算⽅法

在伸缩缸停⽌伸缩动作后，其⽆杆腔和有杆腔推⼒的计算公式分别为：F1=πD2 P/ 4 （2）F2=π(D2－ d 2) P/4 （3）式中：D——伸缩缸内径d——活塞杆直径

P——伸缩缸有杆腔与⽆杆腔平衡时压⼒值

若伸缩缸存在内泄，在伸缩缸伸缩动作停⽌的瞬间，由于⽆杆腔和有杆腔压⼒不同，两腔中压⼒油会从压⼒⾼的⼀腔流往压⼒低的⼀腔，最终两腔压⼒趋于相同。

将公式（2）和（3）代⼊公式（1），则可得出：P= 4F3/πd 2 （4）

液压缸容积增加值△V计算如下：△V=( P1－P) ξV1＋( P2－P) ξP2 （5）式中：P1——⽆杆腔压⼒；P2——有杆腔压⼒；

V1——动作停⽌瞬间伸缩缸⽆杆腔容积；V2——动作停⽌瞬间伸缩缸有杆腔容积；

ξ——液压油压缩膨胀系数，取0.076% /MPa。伸缩缸⾃动伸出距离δ的计算公式如下：δ=4△V/πd 2 （6）

=4[( P1－P) ξV1+( P2－P) ξV2]/ πd 2

⽂中出现的伸缩缸活塞杆⾃动伸出现象，必须有以下2个前提条件：⼀是伸缩缸是双作⽤液压缸，且存在内泄现象；⼆是伸缩缸有杆腔与⽆杆腔⽤双向平衡阀或双向液压锁锁定，能形成两个密闭的容腔。

若伸缩缸⽆杆腔锁定⽽有杆腔⽆锁定，在伸缩缸活塞杆伸、缩动作停⽌的瞬间，在不平衡⼒的作⽤下，活塞杆的伸出趋势会因⽆杆腔油液向有杆腔泄漏很快消失。此时伸缩缸活塞杆不会出现⾃动伸出，⽽会因⽆杆腔液压油泄漏⽽产⽣回缩。以上⽂章由http://www.doczj.com/doc/ed6439840.html 编辑，查询原⽂请参照《⼯程机械与维修》！