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  小型挖掘機液壓油路故障分析與維修

  隨著我國基礎設施建設的大力投入和發展,液壓小型挖掘機已成為重要的土石機械,被廣泛應用于工程中。針對液壓小型挖掘機液壓系統經常出現故障的問題,通過對液壓系統故障原因的分析,提出了相應的解決措施,并指出了液壓系統故障診斷時應遵循的一般原則及注意事項。

  1 液壓小型挖掘機的工況介紹

 。1)挖掘。通常以鏟斗缸或斗桿缸進行挖掘,或兩者配合進行挖掘,主要是鏟斗和斗桿的復合動作。

 。2)滿斗回轉。動臂液壓缸將動臂頂起,滿斗提升,同時回轉液壓馬達使轉臺轉向卸土處,主要是動臂和回轉的復合動作。

 。3)卸載。轉到卸土點時,轉臺制動用斗桿液壓缸調節卸載半徑,然后鏟斗液壓缸回縮,鏟斗卸載。

 。4)返回。卸載結束,轉臺反向回轉,動臂液壓缸和斗桿液壓缸配合,把空斗放到新的挖掘地點,是回轉和動臂或斗桿的復合動作。

 。5)行走時復合動作。在正常行走時,主泵 1 給左行走馬達供油,主泵 2 給右行走馬達供油。當同時操縱工作裝置或進行回轉作業時,如果某一液壓元件動作,使某一油泵分流供油,可能造成一側行走速度降低,特別是當小型挖掘機進行裝車卸車行走時,行駛偏斜會造成事故。這時直線行走閥起作用,主泵 1 輸出的油量一部分供給工作裝置回路,其余的與主泵 2輸出的壓力油借助直線行走閥合流,然后重新分配給左右行走馬達,保證小型挖掘機直線行駛。
小型挖掘機液壓油路故障分析與維修
  2 故障分析及解決措施

  液壓小型挖掘機液壓系統的主要故障多數是由液壓油過熱、進空氣、污染、油泄漏造成的,對造成這些故障的原因進行分析并采取相應的預防措施很重要。

  1) 液壓油泄漏

  液壓系統一旦發生泄漏,將會使系統壓力建立不起來,還會造成環境污染,影響生產,甚至產生無法估計的嚴重后果泄漏產生的主要原因及解決措施有:

 。1)設計因素。由于設計中密封結構選用不合理。密封件的選用不合乎規范。另外,由于工程機械的使用環境中具有塵埃和雜質,由于沒有選用合適的防塵密封,致使塵埃等污物進入系統破壞密封而產生泄漏。應在選用和設計密封件的時候,考慮液壓油與密封材料的相容型式、負載情況、極限壓力、工作速度高低、環境溫度的變化等,選擇合理的密封件,當在惡劣的環境下工作時,要選用合適的防塵密封。

 。2)制造和裝配因素。所有的液壓元件及密封部件都有嚴格的尺寸公差、表面處理、表面光潔度及形位公差等要求。由于在制造過程中超差,使得密封件就會有變形、劃傷、壓死或壓不實等現象發生,使其失去密封功能;液壓元件在裝配中的野蠻操作,過度用力將使零件產生變形,特別是用銅棒等敲打缸體、密封法蘭等。這些原因都可以破壞密封而產生泄漏,應在設計和加工環節中要充分注意密封部件的設計和加工,還要選擇正確的裝配方法。

 。3)零部件損傷。密封件是由耐油橡膠等材料制成的,由于長時間使用發生的老化、龜裂、損傷等都會引起系統泄漏。如果零件在工作過程中受碰撞而損傷,會劃傷密封元件造成泄漏。要選擇合適的密封件,延長其老化時間,并注意對密封件的保護,避免其被別的部件劃傷。

  2) 液壓油污染

  液壓油的污染,會造成堵塞液壓元件,引起動作失靈,影響工作性能或造成事故,還可能引起濾網堵塞,并可能使濾網完全喪失過濾作用,造成液壓系統的惡性循環;還會加速元件磨損,污染顆粒在液壓缸內會刮傷缸筒內表面,加速密封件的損壞,使泄漏增大,引起推力不足或者動作不穩定、爬行、速度下降、異常噪聲等故障現象,嚴重影響系統的穩定性和可靠性;還會加速油液性能的劣化,污染顆粒長期存在,會與油液發生一些反應,反應的生成物會腐蝕元件。其主要原因及解決措施有:

 。1)作業環境粉塵多,系統外部不清潔。液壓系統長期在粉塵污染嚴重的場地作業時,最好 2 個月過濾一次油液,大概半年更換一次進油濾油器。

 。2)在加油、檢查油面和檢修作業時,雜質被帶入系統,通過被損壞的油封、密封環進入系統。在加油、檢查油面和檢修作業時,要保證外部環境的清潔。拆下來的各部件要保持清潔,防止其受到污染。

  3) 液壓油過熱

  液壓油過熱會造成液壓油粘度、液壓系統工作效率均下降,嚴重時甚至使機械設備無法正常工作;液壓系統的零件因過熱而膨脹,破壞了原來正常的配合間隙,導致摩擦阻力增加,液壓閥容易卡死,并可能加速橡膠密封件老化、變質、破壞,使液壓系統嚴重泄漏;還會造成油液汽化、水分蒸發,使液壓元件產生穴蝕;油液氧化形成膠狀沉積物,易堵塞濾油器和液壓閥內的小孔,使液壓系統不能正常工作。其形成的主要原因及解決措施有:

 。1)由于油箱散熱性能差,致使油箱內油溫過高。應增大油箱容積即散熱面積,并安裝油冷卻裝置。

 。2)液壓油選擇不當。油的質量和粘度等級不符合要求;虿煌铺柕囊簤河突煊,造成液壓油粘度過低或過高。若油液粘度過高,則功率損失增加,油溫上升;如果粘度過低,則泄漏量增加,油溫升高。因此選用油液應按廠家推薦的牌號及機器所處的工作環境、氣溫因素等來確定。當液壓元件和系統保養不便時,應選用性能好的抗磨液壓油。
小型挖掘機液壓油路故障分析與維修
 。3)污染嚴重。施工現場環境惡劣,隨著機器工作時間的增加,油中易混入雜質和污物。受污染的液壓油進入泵、馬達和閥的配合問隙中,會劃傷和破壞配合表面的精度和粗糙度,使泄漏增加、油溫升高。一般累計工作 1 000 h 時應當換油。換油時,注意不僅要放盡油箱內的舊油,還要替換整個系統管路、工作回路的舊油;加油時最好用 150 目以上的濾網,并按規定加足油量,使油液有足夠的循環冷卻條件。如遇因液壓油污染而引起的突發性故障時,一定要過濾或更換液壓系統用油。

 。4)環境溫度過高,并且高負荷使用的時問又長,都會使油溫太高。應避免長時間連續大負荷地工作,若油溫太高可使設備空載運轉一段時問,待其油溫降下來后再工作。

  4) 進空氣

  進空氣對小型挖掘機液壓油污染的危害是:產生空穴、氣蝕作用,導致金屬和密封材料的破壞;產生噪音、振動和爬行現象,降低液壓系統的穩定性;使液壓泵的容積效率下降,能量損失增大,液壓系統不能發揮應有的效能;液壓油導熱性變差,油溫升高,引起化學變化。進空氣的主要原因及其解決措施有:

 。1)接頭松動或油封、密封環損壞而吸入空氣。液壓系統應有良好的密封性,各接頭應牢牢固定,并確保油箱密封完好,這樣可防止外界空氣進入而污染系統。

 。2)吸油管路及連接系統的管路被磨穿、擦破或腐蝕而使空氣進入。應合理設計液壓系統結構,使管路走向布局合理化;要保持管路的清潔,減少外界腐蝕。

 。3)加油時由于不注意而產生的氣泡被帶入油箱內并混入系統中。油箱中應設置專用元器件,減少系統氣泡的生成。在回油管與液壓泵吸油口之問應設置隔板,在吸油管上方設置一個氣泡分離網,就可以分離大約 90%的氣泡。

  3 故障診斷應遵循的一般原則及注意事項

  1) 應遵循的一般原則

  當發生故障時,要根據不同機型的特點,充分利用設備自身的監控系統,具體問題具體分析,掌握有效的故障分析方法。在診斷時應遵循原則是“由外到內,由易到難,由簡單到復雜”,故障診斷的順序是:

  查問資料(小型挖掘機使用說明書及運行、維修記錄等)——了解故障發生前后的設備工作情況——外部檢查——試車觀察(故障現象、車上儀表)——內部系統檢查 (參照系統原理圖)——儀器檢查系統參數(流量、溫度等)——邏輯分析判斷——調整、拆檢、修理——試車——故障總結記錄。小型挖掘機的故障有許多種,如遇較復雜的綜合故障,應仔細分析故障現象,列出可能的原因逐一排除。
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  2) 應注意的事項

 。1)切忌對液壓系統元件盲目拆卸。在沒有詳細分析之前,不要對液壓系統元件盲目拆卸和調整。

 。2)注意相關回路。動臂、斗桿、鏟斗都有合流回路,要聯系起來分析、判斷。

 。3)由于故障的多樣性和復雜性,在排除故障的過程中應考慮其他因素,如機械、電氣、控制線路等因素的影響。

 。4)液壓系統 70% 以上的故障是由于液壓油的污染所致,因此在檢修、拆卸時要特別注意液壓元件及系統的清潔。

  4 液壓控制系統在小型挖掘機中的應用,之所以能獲得如此廣泛的重視,主要是因為小型挖掘機采用液壓控制系統以后,對產品的很多性能帶來極大的提高,降低了能耗,提高了控制性能,適應主機越來越復雜的工作要求。但同時要注意的是,液壓傳動是一個多元件組成的復雜系統,其保養維修難度比機械傳動大得多,因此正確判斷和排除小型挖掘機的液壓傳動系統故障,是小型挖掘機高效安全工作的重要保障。
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