小吨位起重机转向器异响原因及改进方案 —— 文章正文2017-11-14

故障现象

某型号小吨位起重机底盘常见故障之一是转向器产生异响。据统计，该异响主要表现为以下4种情况：一是向左侧转向至某个角度范围时异响，二是向右侧转向至某个角度范围时异响，三是两侧转向至某个角度范围时异响，四是提高发动机转速至一定范围时异响。转向器异响严重影响驾驶员驾驶的安全性和舒适性。

转向器结构

该小吨位起重机采用整体式转向器，其内部为循环球式结构，主要由转向螺杆、阀芯、扭杆、转向螺母、转向器壳体等组成，如图1所示。循环球式结构转向器的主要作用是助力、降低输出转速、改变传动方向、减弱轮胎传递到转向盘的冲击力。

原因分析

根据故障现象和转向器结构，分析异响产生的主要原因是：在起重机转向过程中，当转向液压油在转向器油道中的紊流到达一定强度，或当转向器受到外力冲击时，转向器中的转阀与扭杆等相关零件之间发生共振，从而产生异响。

改进方案

根据转向器发生共振的原因分析，我们决定对产生共振影响最大的转阀阀芯进行改进，以消除共振或减小振幅、达到消除异响的目的。为此，我们提出以下3种改进方案。

(1)减小转阀阀芯直径

在转阀基本结构保持不变的情况下，适当减小转阀阀芯直径，即将原30mm直径改为28mm。减小转阀阀芯直径后，加深油槽深度。

副油口磨削角度由原来的12°改为20°，副油口长度由原来的16mm改为8mm。通过改进上述结构，改变了油液在阀体内部的流动方向和流动速度。转阀结构如图2所示。

(2)增大转阀阀芯直径

在转阀基本结构保持不变的情况下，适当增大转阀阀芯直径，即将原30mm直径改为35mm，并增设浮动套，将整体式转向阀改为浮动式转向阀，如图3所示。

(3)增加O形圈阻尼值

改进现有转阀阀芯阻尼圈，即将原O形圈加密封环结构改进为单一O形圈结构(如图2所示)，并增大O形圈的阻尼值。

改进效果

根据以上3种改进方案分别生产转向器，并在有异响的小吨位起重机上进行试验，结果如下：按照减小转阀阀芯直径方案，以及按增大转阀阀芯直径并增设浮动套方案生产的转向器，安装在有异响的小吨位起重机上进行试验，转向器异响均明显减小，但仍有轻微异响。按照改进O形圈阻尼值方案生产的转向器，安装在有异响的小吨位起重机上进行试验，转向器异响完全消除。

按照改进O形圈阻尼值方案再生产5个转向器，分别安装在5台有异响的小吨位起重机上继续进行试验，转向器异响均得到消除。此后小吨位起重机上正式改用该方案生产的转向器，再未出现转向器异响。以前有异响的小吨位起重机更换改进的转向器后，也再未出现转向器异响。