Hyötytieto ja Tietolaari

Kaivinkone Atlaksen mystinen vika

Vian syyn ja sijainnin paikantaminen on korjauksen ensimmäinen edellytys. Tämä on tarina vian löytämisen vaikeudesta ja kuten kunnolliseen tarinaan kuuluu, tähänkin kertomukseen sisältyy opetus.
Atlas 1301D sisarmalleineen oli Saksassa 70- ja 80-luvuilla hyvin suosittu konemalli. Se saavutti myös Suomessa kohtalaisen myyntimenestyksen huolimatta kotimaisten pyöräalustaisten koneiden suosiosta. Onnistuneiden teknisten ratkaisujen ja kestävän rakenteen ansiosta näitä koneita on edelleen toimintakuntoisina.

Pyöräalustainen kaivinkone Atlas 1302D oli tullut hiljattain uudelle omistajalle. Kone oli jo iäkäs – mikä tässä tapauksessa tarkoittaa noin 40 ikävuotta – ja enemmän ja vähemmän ulkoisesti kulunut, mutta teknillisesti täysin toimiva.

Tai oli, kunnes eräänä aamuna, täysin yllättäen, se ei liikkunut eteen eikä taakse. Ei, vaikka kaikkia asiaan vaikuttavia ohjauslaitteita kokeili asettaa uudestaan ja uudestaan ajoasentoon.

Atlaksessa on ajosuunnan valintavipu ohjauspyörän pylväässä vasemmalla puolella. Ohjaamon oikeassa takakulmassa on kolmiasentoinen pieni vipu, josta ohjekirjan mukaan valitaan hidas ja nopea ajoalue tai vapaa.

Millään näistä ei ollut vaikutusta koneen liikkumiseen. Ajon suunnanvalintavipua liikutettaessa hydrauliikan kytkeytyminen aiheutti juuri ja juuri korvin kuultavan muutoksen moottorin äänessä heti kytkennän tapahtuessa. Ei muuta. Öljyä ei näkynyt vuotavan mistään ja ulkoisesti kaikki oli kunnossa.

Viasta oli varmuus, syy oli epäselvä

Koneeseen oli tullut vika, se oli selvä. Epäselvää sen sijaan oli, onko vika mahdollisesti ajomoottorissa vaiko jossain venttiilissä. Jonkin voimansiirrossa olevan akselin katkeaminenkin saattaisi tietysti olla syypää toimimattomuuteen.

Ajomoottori sijaitsee tässä koneessa tyypilliseen tapaan pultattuna suoraan alavaunun keskellä sijaitsevaan vaihteistoon. Ajomoottori on Linden valmistama ja samanlaisia tai lähes samanlaisia on käytetty lukemattomissa saksalaisissa pyöräalustaisissa kaivinkoneissa.

Ajomoottorin rikkoontuminen olisi ollut ikävä juttu, mutta vian todennäköisyyttä vähensi kyseisen moottorin luotettava maine. Osittain tästä syystä – mutta erityisesti vianhaun systemaattisuuden takia – päätettiin ensin varmistaa, että moottori saa toiminnan edellyttämän hydraulipaineen.

Läpivienti epäilytti

Olisi hyvin mahdollista – ellei jopa todennäköistä – että tämän ikäisen kaivinkoneen pyörivä läpivienti ylä- ja alavaunun välissä saattaa olla tullut käyttöikänsä päähän ja siellä jokin kanavia toisistaan erottava rengas olisi rikkoutunut päästäen tulovirtauksen suoraan paluupuolelle.

Hydraulipaineen testaamista varten ajon hydraulimoottorin toinen letku irrotettiin. Letkun ja moottorin väliin asennettiin T-kappale, josta haaroitettiin irralliseen painemittariin johtava letku.

Seuraavaksi diesel käyntiin ja ajon suuntavivulla valittiin eteenpäinajo. Painemittari näytti heikon heilahduksen ja lukema nousi parhaimmillaan noin 50 bariin. Ei sen enempää. Varmistukseksi sama taaksepäin ja tulos oli sama. Vaikutti siltä, että virtaus menee suoraan tulopuolelta paluuseen.

Paine hukassa

Tässä näytti olevan selvä syy siihen, miksi kone ei liikkunut. Edelleen oli epäselvää, minne paine karkasi eli missä vian varsinainen syy sijaitsi.

Onko moottorin jakolevy rikki vai voisiko vika olla moottorin yhteydessä sijaitsevassa venttiilipaketissa?

Kyseisen venttiilin tarkemmasta toiminnasta oli äärimmäisen vaikeaa saada selvyyttä, sillä käytettävissä oleva hydraulikaavio ei täysin vastannut tätä olemassa olevaa konetta. Kaiken lisäksi kaaviosta oli aluksi käytettävissä niin epäselvä kopio, että jäi arvailujen varaan, millaisia venttiilisymboleja kyseisessä kohtaa kaaviota oli.

Tässä tapauksessa tuntui vahvasti siltä, että moottori tai sen yhteydessä oleva venttiili olisi rikkoutunut siten, että paine pääsee karkaamaan jollain tapaa paluulinjaan. Moottori täytyisi irrottaa, jotta selviäisi, onko vika venttiilipaketissa vaiko muussa kohtaa moottoria.

Kyseisen möykyn irrotus ei ole mikään kevyt askare, mutta muitakaan vaihtoehtoja ei oikein tuntunut olevan. Moottori irrotettiin ja vietiin hydrauliikkahuoltoon, jossa se tarkastettiin.

Mitään vikaa ei löytynyt. Sen lisäksi venttiilipaketti purettiin ja kasattiin pariin kertaan, mutta mitään vikaa ei siinäkään näkynyt.

Mitä nyt? Vaihtoehtoja riittää

Jos hydraulimoottori on kunnossa, on vian löydyttävä jostain kohtaa hydraulipumpun ja ajomoottorin väliltä. Mahdollinen vikapaikka on ainakin edellä mainittu pyörivä läpivienti, mutta sen lisäksi vaihtoehtoina voisivat tietysti olla ajoa ohjaavat suuntaventtiilit tai niihin liittyvät ylipaineventtiilit.

Alavaunun etuosan päällä sijaitsevat kaksi vipua venttiileineen aiheuttivat niin ikään kysymyksiä. Voiko niillä olla vaikutusta tähän asiaan? Käyttöohjekirjan mukaan toisella voitaisiin vapauttaa ohjaus ja toisella lukittaisiin akselin keinunta, joten niillä tuskin oli yhteyttä ajon ongelmaan.

Samoin ohjaamon takakulmassa oleva nopeusalueen venttiili, joka ohjaa paineilmasylinterin avulla hammasvaihteiston nopeusaletta, aiheutti pientä pohdintaa. Koska kysymys ei ollut hydrauliikasta, jätettiin sekin rauhaan.

Ylä- ja alavaunun välinen läpivienti on mahdollista sulkea pois vikalistasta järjestämällä ohitus, jossa letkut vedetään suoraan venttiilipöydältä ajomoottorille. Näin tehtiin, kunhan ensin saatiin etsittyä riittävän pitkät letkut tähän tarkoitukseen.

Ei oikeastaan enää tullut minään yllätyksenä, että tälläkään järjestelyllä ei ollut yhtään mitään vaikutusta ajon toimintaan.

Nyt oli pakko kysyä, toimiiko venttiilipöydän asianomainen suuntaventtiili oikein. Sen selvittäminen ei onneksi ole vaikeaa.

Asia selviää helposti irrottamalla jonkin toisen toiminnon letkupari (tässä tapauksessa puomin nostosylinterin letkut) ja vaihtamalla nämä venttiililohkolta toiselle.

Koe tehtiin ja tulos oli, että ajon kautta saattoi liikuttaa puomia, mutta puomin ohjausvivun liikuttamisella ei ollut mitään vaikutusta. Tässä vaiheessa tulos ei yllättänyt ja pieni epäuskon ja masennuksen tunne alkoi hiipiä mieleen.

Mystinen venttiili

Vielä oli jäljellä viimeisenä vaihtoehtona yksi mystinen venttiili, joka sijaitsi suuntaventtiilien vieressä. Hydraulikaaviossa sitä ei näkynyt, mutta se selvästi oli yhteydessä ajomoottorille menevään linjaan. Siksi siihen kohdistui vahvaa epäilyä.

Atlaksen hydraulijärjestelmä on varhainen sovellus kuorman tuntevasta hydrauliikasta. Järjestelmässä on eräille työliikkeille niin sanottu summapainetoiminto, joka yhdistää kahden pumpun tuoton virtauksen kasvattamiseksi. Venttiili saattoi liittyä tähän – tai johonkin muuhun.

Kyseinen venttiili irrotettiin ja purettiin. Kaikki osat liikkuivat niin kuin niiden pitääkin – ei venttiilissä mitään vikaa ollut. Viimeistään nyt oli pakko todeta, että vika on tällä kertaa todella vaikeasti löytyvää lajia. Voiko tämä enää olla mahdollistakaan.

Hydraulipumppu toimii, venttiilit toimivat ja ajomoottori on ehjä. Kone ei vain liiku.

Vian etsintään oli osallistunut lähes täysipäiväisesti kaksi miestä, joista toinen oli koneen omistaja. Enemmän tai vähemmän osapäiväisesti mukana oli lisäksi yksi hydrauliikkakorjaaja.

Ratkaiseva pointti tuli lopuksi koneen omistajan pojalta. Hän alkoi miettiä nopeusalueen valinnan vaikutusta: se tapahtuu nimittäin paineilman avulla alavaunussa olevaa valitsinta käyttämällä. Vaihdelaatikon kyljessä on ilmasylinteri, joka liikuttaa siirtäjähaarukkaa.

Osoittautui, että tämä siirtäjä oli jäänyt jumiin kahden asennon väliin siten, että vaihteistossa ei voima välittynyt sen enempää nopealle kuin hitaallekaan puolelle. Vian syyn selvittyä siirtäjän korjaus ei sitten ollut mikään iso juttu.

Mikä meni vikaan?

Näin jälkeenpäin virheen osoittaminen vianhakuprosessissa on aika helppoa. Päämoka oli ehdottomasti painemittarin antaman tiedon väärä tulkinta.

Hydrauliikan avulla toimivan laitteen toiminta riippuu aina kahdesta tekijästä: paineesta ja virtauksesta. Jos toinen puuttuu, laite ei toimi niin kuin odotetaan, yleensä mitään liikettä ei synny.

Nyt seurattiin vain painearvoa, jonka odotettiin nousevan siihen arvoon, joka hydraulilinjaan syntyy, kun ajomoottori toimii ja se lähtee viemään konetta eteenpäin. Unohtui se mahdollisuus, että ajomoottori toimii, mutta voima ei siirry mekaanisesti eteenpäin.

Koska ajomoottori pyöritti vain lyhyttä akselinpätkää, ei moottoriin syntynyt vastusta, eikä painekaan kohonnut.

Hydrauliikan yksi perussääntö on, että paine on olemassa vain silloin, kun paineenalainen neste ei pääse vapaasti virtaamaan takaisin tankkiin tai ulos järjestelmästä. Tässä tapauksessa vastuksena olisi pitänyt olla ajomoottori, jolla normaalisti on vastuksenaan koneen liikuttaminen.

Tämän virheen lisäksi voidaan huomata, että parissa kohtaa olisi ehkä kannattanut tehdä vikaa paikallistavat kokeet eri järjestyksessä, mutta sillä ei olisi lopputuloksen kannalta ollut isoa merkitystä.

Todennäköisesti vian syy olisi selvinnyt nopeammin, jos hydrauliikan lisäksi olisi heti alussa huomioitu vaihdelaatikon toiminta eli voimansiirtoon kuuluva mekaniikka sekä siinä yhteydessä tarkastettu nopeusalueen valintaa hoitavan paineilmasylinterin liikkuminen.

Tarinan tärkein opetus: kaikki ne osatekijät, jotka ovat osallisena koneen viallisessa toiminnossa, on tarkastettava. Tässä tapauksessa ne olisivat olleet 1. hydrauliikan, 2. paineilman, 3. mekaniikan toimivuus.

Liittyvät artikkelit

JCB:n uutuudet

KV 5/2018 28.03.2018