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  浅论小型挖掘机液压系统故障分析及解决措施

  一 液压系统是工程机械中的一个重要部分。液压系统由于具有体积小、重量轻、易安装、功率密度大、响应快、可控制性强、工作平稳且可实现大范围的无级调速等优点。应用日趋广泛。液压小型挖掘机是目前工程施工中使用较为广泛的一种工程机械,其行走、回转和举升、挖掘动作都是通过发动机把机械能转化为液压油的压力能来驱动液压油缸和马达工作而实现的。对于液压系统。虽然只是作为小型挖掘机复杂主系统的子系统,但是其对主系统的功能和效率产生的影响是巨大的。液压系统的失效将会直接导致主系统的失效,从而造成严重的经济损失。因此,对液压小型挖掘机液压系统的分析及故障诊断尤为重要。

  二 小型挖掘机的液压系统类型

  按液压泵特性,液压挖掘饥采用的液压系统大致上有定量系统、变量系统和定量、变量系统等三种类型。

  1定量系统

  在液压小型挖掘机采用的定量系统中,其流量不变,即流量不随负载而变化,通常依靠节流来调节速度。根据定量系统中油泵和回路的数量及组合形式,分为单泵单回路、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系统等。
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  2变量系统

  在液压小型挖掘机采用的变量系统中,是通过容积变量来实现无级调速的,其调节方式有三种:变量泵一定量马达调速、定量泵变量马达调速、变量泵变量马达调速。液压小型挖掘机采用的变量系统多采用变量泵一定量马达的组合方式实现无级变量,且都是双泵双回路。根据两个回路的变量有无关联,分为分功率变量系统和全功率变量系统两种。其中的分功率变量系统的每个油泵各有一个功率调-节机械,油泵的流量变化只受自身所在回路压力变化的影响,与另一回路的压力变化无关,即两个回路的油泵各自独立地进行恒功率调节变量,两个油泵各拥有一斗发动机输出功率;全功率变量系统中的两个油泵由一个总功率调节机构进行平衡调节,使两个油泵的摆角始终相同,同步变量、流量相等。决定流量变化的是系统的总压力,两个油泵的功率在变量范围内是不相同的。其调节机构有机械联动式和液压联动式两种形式。

  三 液压系统的故障分析及解决措施

  液压小型挖掘机液压系统的主要故障多数是由液压油过热、进空气、污染、油泄漏造成的,对造成这些故障的原因进行分析并采取相应的预防措施很重要。

  1油过热

  (1)液压油过热的危害。

  ①液压油粘度、液压系统工作效率均下降,严重时甚至使机械设备无法正常工作。

  ②液压系统的零件因过热而膨胀,破坏了零件原来正常的配合间隙。导致摩擦阻力增加、液压阀容易卡死,并可能加速橡胶密封件老化、变质、破坏,使液压系统严重泄漏。

  ③油液汽化、水分蒸发,使液压元件产生穴蚀。

  ④油液氧化形成胶状沉积物,易堵塞滤油器,使液压系统不能正常工作。

  (2)液压油油温过高的主要原因及解决措施。

  ①由于油箱散热性能差,致使油箱内油温过高。应增大油箱容积即散热面积,并安装油冷却装置。

  ②液压油选择不当。油的质量和粘度等级不符合要求,或不同牌号的液压油混用,造成液压油粘度过低或过高。

  ③污染严重。施工现场环境恶劣,随着机器工作时间的增加,油中易混入杂质和污物。受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合间隙中,会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度,使泄漏增加、油温升高。

  ④环境温度过高,并且高负荷使用的时间又长,都会使油温太高。应避免长时间连续大负荷地工作,若油温太高可使设备空载运转一段时问,待其油温降下来后再工作。
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  2进空气

  (1)空气对小型挖掘机液压油污染的危害。产生空穴、气蚀作用,导致金属和密封材料的破坏;产生噪音、振动和爬行现象,降低液压系统的稳定性。使液压泵的容积效率下降,能量损失增大,液压系统不能发挥应有的效能。液压油导热性变差,油温升高,引起化学变化。

  (2)进空气的主要原因及其解决措施。

  ①接头松动或油封、密封环损坏而吸入空气。液压系统应有良好的密封性,各接头应牢牢固定,并确保油箱密封完好,这样可防止外界空气进入而污染系统。

  ②吸油管路及连接系统的管路被磨穿、擦破或腐蚀而使空气进入。应合理设计液压系统结构,使管路走向布局合理化;要保持管路的清洁,减少外界腐蚀。

  ③加油时由于不注意而产生的气泡被带入油箱内并混入系统中。

  3污染

  (1)液压油的污染对液压系统的危害。

  ①堵塞液压元件。污染物会堵塞液压元件进出油或其间隙,引起动作失灵,影响工作性能或造成事故,还可能引起滤网堵塞,并可能使滤网完全丧失过滤作用,造成液压系统的恶性循环。

  ②加速元件磨损。污染颗粒在液压缸内会刮伤缸筒内表面,加速密封件的损坏,使泄漏增大,引起推力不足或者动作不稳定、爬行、速度下降、异常噪声等故障现象,严重影响系统的稳定性和可靠性。

  ③加速油液性能的劣化。液压油中的污染颗粒长期存在,会与油液发生一些反应,反应的生成物会腐蚀元件。

  (2)液压油被污染的主要原因及解决措施。

  ①作业环境粉尘多,系统外部不清洁。液压系统长期在粉尘污染严重的场地作业时,最好2个月过滤一次油液,大概半年更换一次进油滤油器。

  ②在加油、检查油面和检修作业时,杂质被带入系统,通过被损坏的油封、密封环进入系统。

  4泄漏

  (1)泄漏的危害。

  液压系统一旦发生泄漏,将会使系统压力建立不起来。液压油泄漏还会造成环境污染,影响生产,甚至产生无法估计的严重后果。

  (2)泄漏产生的主要原因及解决措施。

  ①设计因素。由于设计中密封结构选用不合理,密封件的选用不合乎规范;另外,由于工程机械的使用环境中具有尘埃和杂质和没有选用合适的防尘密封,致使尘埃等污物进入系统破坏密封而产生泄漏。应在选用和设计密封件的时候,考虑液压油与密封材料的相容型式、负载情况、极限压力、工作速度高低、环境温度的变化等,选择合理的密封件,当在恶劣的环境下工作时,要选用合适的防尘密封。

  ②制造和装配因素。所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、表面处理、表面光洁度及形位公差等要求。由于在制造过程中超差,使得密封件就会有变形、划伤、压死或压不实等现象发生,使其失去密封功能:液压元件在装配中的野蛮操作,过度用力将使零件产生变形,特别是用铜棒等敲打缸体、密封法兰等。这些原因都可以破坏密封而产生泄漏。应在设计和加工环节中要充分注意密封部件的设计和加工,另外要选择正确的装配方法。

  ③零部件损伤。密封件是由耐油橡胶等材料制成的,由于长时间使用发生的老化、龟裂、损伤等都会引起系统泄漏。如果零件在工作过程中受碰撞而损伤,会划伤密封元件造成泄漏。要选择合适的密封件,延长其老化时间,并注意对密封件的保护,避免其被别的部件划伤。
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  四 故障诊断时应遵循的一般原则

  当发生故障时要根据不同机型的特点,充分利用设备自身的监控系统,具体问题具体分析,掌握有效的故障分析方法。在诊断时应遵循由外到内、由易到难、由简单到复杂的原则进行,小型挖掘机液压传动系统故障诊断的顺序是:查问资料(小型挖掘机使用说明书及运行、维修记录等)———了解故障发生前后的设备工作情况———外部检查———试车观察(故障现象、车上仪表)———内部系统检查———仪器检查系统参数(流量、温度等)———逻辑分析判断———调整、拆检、修理———试车———故障总结记录。挖掘

  机的故障有许多种,如遇较复杂的综合故障,应仔细分析故障现象,列出可能的原因逐一排除。

  五 液压控制系统在小型挖掘机中的应用之所以能取得如此广泛的重视,主要是因为小型挖掘机采用液压控制系统以后,将对产品的很多性能带来极大的提高,降低了能耗,提高了控制性能,适应主机越来越复杂的工作要求。但同时要注意的是液压传动是一个多元件组成的复杂系统,其保养维修难度比机械传动大得多,因此正确判断和排除小型挖掘机的液压传动系统故障,是小型挖掘机高效安全工作的重要保障。
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