工程機械野外修理車

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1、品工程機械野外修理車結(jié)構(gòu)第二炮兵工程學院馮永保 郭曉松 張 安 李艾華!摘 要： 文章介紹了工程機械野外修理車的總體構(gòu)成，主要由運載車、檢測維修方艙、自備發(fā)動機組、檢測診斷儀器、維修設(shè)備、維修工具等組成。并闡述了工程機械發(fā)動機綜合檢測系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)的介入式和非介入 式故障檢測系統(tǒng)、多功能液壓工作站等重點設(shè)備的工作原理。關(guān)鍵詞：工程機械 修理車 檢測 維修隨著西部建設(shè)的大發(fā)展，工程機械的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，但由于許多工程機械工作于偏遠地帶， 一旦出現(xiàn)故障，其維修保障較困難，嚴重影響了施 工進度。因而，針對工程機械野外施工作業(yè)時出現(xiàn) 故障后無法進行現(xiàn)場診斷和維修的狀況，研制工程 機械野外修理車是非常

2、必要的。我院研制的野外修 理車可實現(xiàn)對工程機械的發(fā)動機系統(tǒng)故障進行不 解體快速診斷及現(xiàn)場維修；利用多種方法對工程機 械液壓系統(tǒng)故障進行現(xiàn)場檢測，并進行維修與試 驗；通過行走系統(tǒng)快速拆裝機構(gòu)、多功能液壓工作 站等專用、通用設(shè)備可有效解決野外條件下工程機 械的檢測維修問題。該修理車較好地體現(xiàn)了工程機 械快速診斷、快速修復的思想，對提高工程機械的 維修保障能力，特別是在野外條件下的現(xiàn)場快速搶 修，恢復其工程施工能力，具有重要的意義。% 總體構(gòu)成工程機械野外修理車主要由運載車、檢測維修方艙、隨車起重機、自備發(fā)電機組、檢測診斷儀器、維 修設(shè)備、維修工具等組成。維修車外形及系統(tǒng)主要 配置如圖 !、圖 %

3、所示。!= 駕駛室 %= 隨車起重機 4= 方艙 &= 翻板 -= 工具箱0= 車架 6= 發(fā)電機組 5= 支腿圖 ! 工程機械野外修理車外形圖運載車采用越野底盤，為斯太爾發(fā)動機、雙排座 駕駛室，可運送維修人員；檢測維修方艙艙體采用長 度為 &=- ) 的大板式方艙，并與運載車固聯(lián)。方艙內(nèi) 設(shè)有各類儀器柜、工具柜、鉗工臺等，同時可攜帶維 修所需配件；方艙外設(shè)計有工具箱、土木工具箱等。 在艙體與駕駛室之間安裝隨車起重機，該起重機采 用三級折臂式結(jié)構(gòu)，體積小，操作靈活方便，變幅范 圍可達 - )，最大起升重量為 4 ?？紤]到不同條件下的用電需求，修理車具有兩種供電方式。當維修現(xiàn)場有電源時，可由外界

4、供電； 在野外無外界電源條件下，可由配備的自發(fā)電設(shè)備 供電。自發(fā)電設(shè)備由汽車主發(fā)動機帶動發(fā)電機工作， 發(fā)電機選用新式防沙涉水型無刷式同步發(fā)電機，采 用艙底“懸吊”式安裝方式，方艙內(nèi)底板仍為水平底主要技術(shù)參數(shù)!發(fā)電機組額定功率（#$）發(fā)電機組額定轉(zhuǎn)速（()*+） 維修車最高時速（#)(/） 方艙外形尺寸1)2 艙內(nèi)部尺寸（)） 翻板尺寸（)） 底箱板離地高（)） 環(huán)境溫度82%&! -.!0.& -.!% &.! 3-.& 45%!% !%! 565! 0-.! 0.! %-.9&.#:-.隨車起重機最大起升重量8#;2艙內(nèi)設(shè)備展開與撤收時間（)*+） 額定人員（人）總 重（）4 .!4.0!-

5、整車外形尺寸（)）3 !-!% -.!4 40.!產(chǎn)品冷天氣，該電源可代替蓄電池直接啟動車輛，對各種蓄電瓶進行快速充電，同時具有焊接功能。（）氣焊設(shè)備，主要解決修理工作中鋼件的切割 和焊接等問題。（(）便攜式履帶拆裝機，主要對工程機械的重型 履帶進行快速拆解、維修與裝配。（)）輪胎拆裝及補胎設(shè)備，主要由氣源、氣動扳 手、拆裝機具及補胎設(shè)備等組成，可在野外條件下， 對各種工程機械的大型輪胎進行快速有效的搶修作 業(yè)。（*）專、通用工具，是為實施快速搶修而配備的， 它主要包括：發(fā)動機分解裝配工具、發(fā)動機專用維修 工具、量具、成套電工工具、成套鉗工工具、通用維修 工具、隨車土木工具、鉗工臺、臺虎鉗、砂

6、輪機、鉆床、 切割機等。（+）野外工作帳篷，用于野外條件惡劣時，遮避 維修部件以及為維修人員提供良好的作業(yè)環(huán)境。（,）快速堵漏劑及專用夾具，主要用于野外條件 下工程機械的油箱、水箱等的滲漏、泄漏的封堵。（&-）常用備件，包括常用消耗品、標準件和常用 零部件。結(jié)構(gòu)圖 ! 修理車組成與配置板，解決了現(xiàn)有發(fā)電機安裝時在方艙內(nèi)突起的問 題，并節(jié)省了空間。發(fā)電機額定功率為 ! $%，可為 各種檢測維修設(shè)備提供工作電源，滿足艙內(nèi)設(shè)備的 用電需求。故障檢測設(shè)備主要包括工程機械發(fā)動機綜合 檢測儀及液壓系統(tǒng)綜合檢測儀。發(fā)動機綜合檢測儀 實現(xiàn)發(fā)動機主要性能的不解體檢測并進行狀態(tài)趨 勢分析及故障綜合診斷。液壓系統(tǒng)綜

7、合檢測儀主要 由超聲波管外測壓儀、便攜式液壓系統(tǒng)故障檢測 儀、液壓檢測表組合等構(gòu)成，用于液壓系統(tǒng)故障的 檢測與快速定位。維修設(shè)備及各種工具和機具主要是在故障診 斷的基礎(chǔ)上，為維修工作提供必要的設(shè)備及手段。 它主要包括：（&）多功能液壓工作站。主要解決施工現(xiàn)場軟 管爆裂需臨時壓制接頭的問題，過盈配合件的現(xiàn)場 快速拆裝修理以及液壓系統(tǒng)及元件修理后的試驗 檢測。（!）油質(zhì)快速分析儀及過濾裝置和皮囊，主要 解決油液的污染檢測、過濾及臨時儲油。（）多功能電源。有車載和地面兩種工作狀態(tài)， 可對各種輕、中、重型車輛進行啟動，特別是低溫寒 發(fā)動機不解體綜合檢測儀發(fā)動機故障在工程機械故障中占有很大的 比 例，在

8、野外條件下，采用不解體技術(shù)對發(fā)動機進行快 速檢測是非常必要的。通過檢測發(fā)動機的啟動性能、 供油性能、充電性能、動力性能等關(guān)鍵指標，可以判 斷出發(fā)動機的綜合性能，以便及時維護和保養(yǎng)。發(fā)動機不解體檢測系統(tǒng)的硬件部分主要包括傳 感器組、信號調(diào)理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、嵌入式計算 機單元、電源單元、顯示輸出單元以及鍵盤輸入等， 如圖 所示。傳感器組中的 ( 個傳感器用于采集發(fā) 動機高壓油路供油壓力的脈動信號，啟動電壓、電流 信號及充電電壓、電流信號，缸體振動信號等十余項 原始信號；信號調(diào)理系統(tǒng)對傳感器組拾取的原始信 號進行程控放大、濾波及整形等變換，以適應(yīng)數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)和測試的輸入要求；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由

9、高 速高精度 ./0 板組成，實現(xiàn)對調(diào)理后的模擬信號進 行模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號供分析診斷處理；嵌入式計算 機由 123&- 計算機組成，為系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)系統(tǒng) 輸入輸出控制、信號分析和故障診斷等智能處理；電 源單元為系統(tǒng)的模擬電路、數(shù)字系統(tǒng)等提供多種標工程機械 !#（$） &- 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖 % 發(fā)動機不解體綜合檢測硬件結(jié)構(gòu)框圖準電力供應(yīng)；顯示輸出單元為高亮度 !# 顯示屏，適合野外使用；鍵盤輸入為人機輸入接口。軟件系統(tǒng)包括狀態(tài)檢測子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系 統(tǒng)、診斷分析子系統(tǒng)三大部分。狀態(tài)檢測子系統(tǒng)主 要由數(shù)據(jù)采集模塊、調(diào)理電路程序控制模塊、參數(shù) 提取及狀態(tài)分析模塊組成。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)主要由 數(shù)據(jù)存儲

10、、檢索、統(tǒng)計分析、文件處理等模塊組成， 作用是從狀態(tài)檢測子系統(tǒng)接受檢測數(shù)據(jù)并記錄診 斷分析子系統(tǒng)的分析結(jié)果，對記錄數(shù)據(jù)進行檢索和 文件管理，以及瀏覽和硬拷貝輸出。診斷分析子系 統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)融合、綜合分析模塊、趨勢分析、振動 分析、故障診斷等模塊組成，不僅可對狀態(tài)檢測子 系統(tǒng)的單組原始數(shù)據(jù)進行深入分析，還可實現(xiàn)多組 原始數(shù)據(jù)信息的融合（時間和空間兩個層面），進行 綜合分析，并利用頻譜分析、時頻分析、小波分析等 現(xiàn)代信號處理技術(shù)，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法等智 能診斷技術(shù)，完成發(fā)動機故障的分析診斷。測試點進行參數(shù)測試，快速確定故障部位。對于較為復雜的故障，可將便攜式液壓測試儀串入或并入被 檢測的液壓系

11、統(tǒng)，通過測試儀上的溢流閥給系統(tǒng)加 載，并檢測系統(tǒng)的各種參數(shù)，從而分析故障類型，判 斷故障位置。便攜式液壓系統(tǒng)故障檢測儀主要由閥塊、各類 傳感器、信號處理電路和 !# 顯示電路等組成，如 圖 $ 所示。閥塊上集成有溢流閥、安全閥、開關(guān)及傳 感器等；閥塊外有各閥操作手柄，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向檢 測，檢測的流量范圍為 &!() !*+,-，壓力范圍 )!.( /01。信號處理電路將采集的傳感器信號放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換后送 !# 顯示。同時，儀器留有與計 算機的通訊接口。非介入式檢測超聲波管外測壓儀是一種多功能不解體檢測儀 器，它主要用于查找液壓系統(tǒng)的故障，判斷系統(tǒng)狀 況。該儀器是利用超聲波在介質(zhì)中的傳播速度

12、或時 間與壓力變化的關(guān)系來測定上述項目的。如圖 2所 示，對液壓管路和液壓缸進行檢測時，將超聲波換能 器緊貼于被測管外表面，超聲波檢測器向金屬管發(fā) 射超聲波，經(jīng)耦合進入管壁，穿透管壁后折射到油液 中 繼 續(xù) 傳 播 ，當 達 到 另 一 側(cè) 管 壁 時 ，一 部 分 折射進入管壁并穿透管壁，另一部分從管壁內(nèi)側(cè)反 射，并穿過管壁被換能器接收。當系統(tǒng)中充滿油液或 壓力、溫度變化時，油液的聲阻抗發(fā)生變化，從而使 在油液中傳播的聲速發(fā)生變化。由于聲程是一定的， 而聲速變化將導致傳播時間變化，因此只要檢測聲 波在油液中傳播的時間變化量便可完成上述項目的 判定與測量。!$ 液壓系統(tǒng)故障檢測與定位液壓系統(tǒng)是

13、工程機械的重要組成部分。由于液 壓傳動過程的不可見性，液壓系統(tǒng)的故障較難判 斷。目前常用的故障檢測方法有非介入式和介入 式。非介入式檢測方便、快捷，但目前對小管徑硬管 和軟管的檢測還不成熟；介入式檢測相對來說較為 繁雜，但更加可靠。非介入式檢測采用超聲波管外 測壓方法，介入式檢測采用壓力表組合和便攜式壓 力測試儀。本機在對工程機械液壓系統(tǒng)的故障檢測 中采取兩種方法相結(jié)合的方式。!# 介入式檢測液壓系統(tǒng)的簡單故障可通過液壓檢測表組合 檢測判斷，通過油管和專用接頭直接接入系統(tǒng)預留2 主要專用維修設(shè)備工程機械 & !#（$）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖 ! 便攜式液壓系統(tǒng)故障檢測儀#$ 小型多功能液壓工作站在工程機械

14、的現(xiàn)場維修過程中，經(jīng)常遇到過盈 配合件的快速拆裝，液壓系統(tǒng)中高壓軟管的爆裂， 液壓系統(tǒng)和元件修理后的檢測試驗等問題，這些問 題常常困擾著現(xiàn)場維修人員。而能夠解決這些問題 的現(xiàn)有設(shè)備，大都體積龐大、功能單一，且都是固定 式設(shè)備，攜帶運輸困難，無法滿足現(xiàn)場維修工作的 需要。為此，根據(jù)工程機械現(xiàn)場維修的特點和需要， 設(shè)計了車載式小型多功能液壓工作站，現(xiàn)場解決維 修過程中遇到的難題。液壓工作站利用液壓控制方式，將壓力機構(gòu)、 扣壓裝置、試驗裝置及控制系統(tǒng)集于一體，實現(xiàn)一 機多用。液壓工作站主要由泵源、各種控制閥、各類 檢測儀表及開關(guān)、油箱組件、扣壓液壓缸、扣壓頭、 壓力機等組成，原理如圖 ! 所示。該系

15、統(tǒng)利用一套 泵源裝置，最高壓力為 # %&，分別為壓力、扣壓和 試驗系統(tǒng)提供壓力油，壓力機推力可達 () *，軟管扣 壓壓力和試驗壓力可達 # %&。系統(tǒng)中采用三套控 制裝置分別控制壓力、扣壓機和試驗系統(tǒng)，以滿足 各自工作的需要。#% 行走系統(tǒng)快速拆裝機構(gòu)工程機械行走系統(tǒng)快速拆裝設(shè)備主要由便攜式履帶拆裝機和輪胎拆裝裝置組成，用于野外條件下工程機械履帶及大型輪胎快速、便捷、安全的拆 卸、分解和安裝，以實現(xiàn)快速修復的目的。便攜式履 帶拆裝機采用 ,- %& 的超高壓油源和相應(yīng)的機 械機構(gòu)，可實現(xiàn)工程機械履帶的快速拆卸、裝配。輪 胎拆裝裝置是為了在野外條件下修復輪胎而設(shè)計 的，主要由氣動扳手、拆裝機

16、具，輪胎裝卸小車等組 成。由于某些工程機械輪胎外形尺寸大，重量重，安 裝時需多個自由度的運動，設(shè)計時巧妙地利用了隨 車折臂式起重機的特點，在二級臂上安裝專用拆裝 機具，該機具可用于分解和組裝大型輪胎。它由頂壓 機構(gòu)、拉伸機構(gòu)、液壓機構(gòu)等組成，拆卸時利用頂壓 機構(gòu)頂住外胎，利用起重機液壓缸和拉伸機構(gòu)向上 提拉輪輞，拉力可達 *，可強行將輪胎同輪輞分解 開，通過該裝置，可徹底解決工程機械輪胎修復時拆 卸的難題。! 結(jié)論該修理車是在深入分析工程機械故障及維修特 點基礎(chǔ)之上，針對目前常用工程機械野外維修的特 點而進行研制的。該修理車研制成功后，經(jīng)對整車及 各檢測、維修設(shè)備和系統(tǒng)的使用，表明了該修理車機

17、圖 超聲波管外測壓儀原理圖 & 多功能液壓工作站原理圖工程機械 !#（$） ,# 產(chǎn)品新型高低空作業(yè)車結(jié)構(gòu)瀘州熊貓機器制造有限公司言一兵 蔣 睿新型高低空作業(yè)車是根據(jù)市場需求研制的多用途重型工程車，它具有起重作業(yè)、高空作業(yè)、低空作 業(yè)和低空混合作業(yè)等功能，用途廣泛，特別適用于港口、碼頭、橋梁、隧道、電力施工等工程。圖 ! 為其行駛狀態(tài)。!起重鉤 #工作臂 $底盤 %臂支架 &副底架 活動腿!#回轉(zhuǎn)接頭 !$油箱 !%回轉(zhuǎn)機構(gòu) !&操縱室 !起升機構(gòu)(工作斗!(轉(zhuǎn)臺)變幅缸 *電氣柜 !+ 備 胎 ! 走 臺 板圖 ! 行駛狀態(tài)圖動性強，工作可靠，能夠滿足常用工程機械維修的實際需要，可實現(xiàn)工程機

18、械野外條件下的現(xiàn)場維修 及日常的維護修理。* 張春陽，馬巍等$工程機械液壓故障診斷的新技術(shù)與方法$筑路機械與施工機械化，()(（(）, 孫書鴻$工程機械原位檢測與維修$工程機械，!%*（-）參考文獻! 屈梁生，何正嘉#機械故障診斷學$上海：上海科技出版社，!%&( 馮永保，郭曉松，邸乃謙$小型多功能液壓工作站的設(shè)計 及實現(xiàn)$液壓與氣動，()!（!(）通信地址：陜西省西安第二炮兵工程學院 # 分隊（$!#%）（收稿日期：#+%,+#,#+）工程機械 !* !#（$）!#$%&(%)# *+(,)#-&. +#/ 01)23-#%456 7896 :! #$%&$# () *)+,(#-!;,-

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