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淺論挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析及解決措施
論文摘要:針對(duì)液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障，通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)類(lèi)型和產(chǎn)生故障原因的分析，提出了相應(yīng)的解決措施，并且指出了液壓系統(tǒng)故障診斷時(shí)應(yīng)遵循的一般原則。
一、引言
液壓系統(tǒng)是工程機(jī)械中的一個(gè)重要部分。液壓系統(tǒng)由于具有體積小、重量輕、易安裝、功率密度大、響應(yīng)快、可控制性強(qiáng)、工作平穩(wěn)且可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用日趨廣泛。液壓挖掘機(jī)是目前工程施工中使用較為廣泛的一種工程機(jī)械，其行走、回轉(zhuǎn)和舉升、挖掘動(dòng)作都是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓油缸和馬達(dá)工作而實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于液壓系統(tǒng)。雖然只是作為挖掘機(jī)復(fù)雜主系統(tǒng)的子系統(tǒng)，但是其對(duì)主系統(tǒng)的功能和效率產(chǎn)生的影響是巨大的。液壓系統(tǒng)的失效將會(huì)直接導(dǎo)致主系統(tǒng)的失效，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析及故障診斷尤為重要。
二、挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)類(lèi)型
按液壓泵特性，液壓挖掘饑采用的液壓系統(tǒng)大致上有定量系統(tǒng)、變量系統(tǒng)和定量、變量系統(tǒng)等三種類(lèi)型。
�。ㄒ唬� 定量系統(tǒng)
在液壓挖掘機(jī)采用的定量系統(tǒng)中，其流量不變，即流量不隨負(fù)載而變化，通常依靠節(jié)流來(lái)調(diào)節(jié)速度。根據(jù)定量系統(tǒng)中油泵和回路的數(shù)量及組合形式，分為單泵單回路、雙泵單回路定量系統(tǒng)、雙泵雙回路定量系統(tǒng)及多泵多回路定量系統(tǒng)等。
�。ǘ┳兞肯到y(tǒng)
在液壓挖掘機(jī)采用的變量系統(tǒng)中，是通過(guò)容積變量來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的，其調(diào)節(jié)方式有三種：變量泵一定量馬達(dá)調(diào)速、定量泵變量馬達(dá)調(diào)速、變量泵變量馬達(dá)調(diào)速。液壓挖掘機(jī)采用的變量系統(tǒng)多采用變量泵一定量馬達(dá)的組合方式實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變量，且都是雙泵雙回路。根據(jù)兩個(gè)回路的變量有無(wú)關(guān)聯(lián)，分為分功率變量系統(tǒng)和全功率變量系統(tǒng)兩種。其中的分功率變量系統(tǒng)的每個(gè)油泵各有一個(gè)功率調(diào)-節(jié)機(jī)械，油泵的流量變化只受自身所在回路壓力變化的影響，與另一回路的壓力變化無(wú)關(guān)，即。兩個(gè)回路的油泵各自獨(dú)立地進(jìn)行恒功率調(diào)節(jié)變量，兩個(gè)油泵各擁有一斗發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率；全功率變量系統(tǒng)中的兩個(gè)油泵由一個(gè)總功率調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)，使兩個(gè)油泵的擺角始終相同，同步變量、流量相等。決定流量變化的是系統(tǒng)的總壓力，兩個(gè)油泵的功率在變量范圍內(nèi)是不相同的。其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有機(jī)械聯(lián)動(dòng)式和液壓聯(lián)動(dòng)式兩種形式。
三、液壓系統(tǒng)的故障分析及解決措施
液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的主要故障多數(shù)是由液壓油過(guò)熱、進(jìn)空氣、污染、油泄漏造成的，對(duì)造成這些故障的原因進(jìn)行分析并采取相應(yīng)的預(yù)防措施很重要。
�。ㄒ唬� 油過(guò)熱
1、液壓油過(guò)熱的危害
(1)液壓油粘度、液壓系統(tǒng)工作效率均下降，嚴(yán)重時(shí)甚至使機(jī)械設(shè)備無(wú)法正常工作。
(2)液壓系統(tǒng)的零件因過(guò)熱而膨脹，破壞了零件原來(lái)正常的配合間隙。導(dǎo)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(zhì)、破壞，使液壓系統(tǒng)嚴(yán)重泄漏。
(3)油液汽化、水分蒸發(fā)，使液壓元件產(chǎn)生穴蝕。
(4)油液氧化形成膠狀沉積物，易堵塞濾油器，使液壓系統(tǒng)不能正常工作。
2、液壓油油溫過(guò)高的主要原因及解決措施
(1)由于油箱散熱性能差，致使油箱內(nèi)油溫過(guò)高。應(yīng)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(dāng)。油的質(zhì)量和粘度等級(jí)不符合要求，或不同牌號(hào)的液壓油混用，造成液壓油粘度過(guò)低或過(guò)高。
(3)污染嚴(yán)重。施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，隨著機(jī)器工作時(shí)間的增加，油中易混入雜質(zhì)和污物。受污染的液壓油進(jìn)入泵、馬達(dá)和閥的配合問(wèn)隙中，會(huì)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。
(4)環(huán)境溫度過(guò)高，并且高負(fù)荷使用的時(shí)間又長(zhǎng)，都會(huì)使油溫太高。應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)大負(fù)荷地工作，若油溫太高可使設(shè)備空載運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)問(wèn)，待其油溫降下來(lái)后再工作。
（二）進(jìn)空氣
1、空氣對(duì)挖掘機(jī)液壓油污染的危害
(1)產(chǎn)生空穴、氣蝕作用，導(dǎo)致金屬和密封材料的破壞；產(chǎn)生噪音、振動(dòng)和爬行現(xiàn)象，降低液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(2)使液壓泵的容積效率下降，能量損失增大，液壓系統(tǒng)不能發(fā)揮應(yīng)有的效能。
(3)液壓油導(dǎo)熱性變差，油溫升高，引起化學(xué)變化。
2、進(jìn)空氣的主要原因及其解決措施
(1)接頭松動(dòng)或油封、密封環(huán)損壞而吸入空氣。液壓系統(tǒng)應(yīng)有良好的密封性，各接頭應(yīng)牢牢固定，并確保油箱密封完好，這樣可防止外界空氣進(jìn)入而污染系統(tǒng)。
(2)吸油管路及連接系統(tǒng)的管路被磨穿、擦破或腐蝕而使空氣進(jìn)入。應(yīng)合理設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，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(shí)由于不注意而產(chǎn)生的氣泡被帶入油箱內(nèi)并混入系統(tǒng)中。
（三）污染
1、液壓油的污染對(duì)液壓系統(tǒng)的危害
(1)堵塞液壓元件。污染物會(huì)堵塞液壓元件進(jìn)出油或其問(wèn)隙，引起動(dòng)作失靈，影響工作性能或造成事故，還可能引起濾網(wǎng)堵塞，并可能使濾網(wǎng)完全喪失過(guò)濾作用，造成液壓系統(tǒng)的惡性循環(huán)。
(2)加速元件磨損。污染顆粒在液壓缸內(nèi)會(huì)刮傷缸筒內(nèi)表面，加速密封件的損壞，使泄漏增大，引起推力不足或者動(dòng)作不穩(wěn)定、爬行、速度下降、異常噪聲等故障現(xiàn)象，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
(3)加速油液性能的劣化。液壓油中的污染顆粒長(zhǎng)期存在，會(huì)與油液發(fā)生一些反應(yīng)，反應(yīng)的生成物會(huì)腐蝕元件
2、液壓油被污染的主要原因及解決措施
(1)作業(yè)環(huán)境粉塵多，系統(tǒng)外部不清潔。液壓系統(tǒng)長(zhǎng)期在粉塵污染嚴(yán)重的場(chǎng)地作業(yè)時(shí)，最好2個(gè)月過(guò)濾一次油液，大概半年更換一次進(jìn)油濾油器。
(2)在加油、檢查油面和檢修作業(yè)時(shí)，雜質(zhì)被帶入系統(tǒng)，通過(guò)被損壞的油封、密封環(huán)進(jìn)入系統(tǒng)。
（四）泄漏
1、泄漏的危害
液壓系統(tǒng)一旦發(fā)生泄漏，將會(huì)使系統(tǒng)壓力建立不起來(lái)。液壓油泄漏還會(huì)造成環(huán)境污染，影響生產(chǎn)，甚至產(chǎn)生無(wú)法估計(jì)的嚴(yán)重后果。
2、泄漏產(chǎn)生的主要原因及解決措施
(1)設(shè)計(jì)因素。由于設(shè)計(jì)中密封結(jié)構(gòu)選用不合理，密封件的選用不合乎規(guī)范；另外，由于工程機(jī)械的使用環(huán)境中具有塵埃和雜質(zhì)和沒(méi)有選用合適的防塵密封，致使塵埃等污物進(jìn)入系統(tǒng)破壞密封而產(chǎn)生泄漏。應(yīng)在選用和設(shè)計(jì)密封件的時(shí)候，考慮液壓油與密封材料的相容型式、負(fù)載情況、極限壓力、工作速度高低、環(huán)境溫度的變化等，選擇合理的密封件，當(dāng)在惡劣的環(huán)境下工作時(shí)，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(yán)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(guò)程中超差，使得密封件就會(huì)有變形、劃傷、壓死或壓不實(shí)等現(xiàn)象發(fā)生，使其失去密封功能：液壓元件在裝配中的野蠻操作，過(guò)度用力將使零件產(chǎn)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(chǎn)生泄漏。應(yīng)在設(shè)計(jì)和加工環(huán)節(jié)中要充分注意密封部件的設(shè)計(jì)和加工，另外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(zhǎng)時(shí)間使用發(fā)生的老化、龜裂、損傷等都會(huì)引起系統(tǒng)泄漏。如果零件在工作過(guò)程中受碰撞而損傷，會(huì)劃傷密封元件造成泄漏。要選擇合適的密封件，延長(zhǎng)其老化時(shí)間，并注意對(duì)密封件的保護(hù)，避免其被別的部件劃傷 。
四、故障診斷時(shí)應(yīng)遵循的一般原則
當(dāng)發(fā)生故障時(shí)要根據(jù)不同機(jī)型的特點(diǎn)，充分利用設(shè)備自身的監(jiān)控系統(tǒng)，具體問(wèn)題具體分析，掌握有效的故障分析方法。在診斷時(shí)應(yīng)遵循由外到內(nèi)、由易到難、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則進(jìn)行，挖掘機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷的順序是：查問(wèn)資料(挖掘機(jī)使用說(shuō)明書(shū)及運(yùn)行、維修記錄等)——了解故障發(fā)生前后的設(shè)備工作情況—外部檢查——試車(chē)觀(guān)察(故障現(xiàn)象、車(chē)上儀表)——內(nèi)部系統(tǒng)檢查(參照系統(tǒng)原理圖)——儀器檢查系統(tǒng)參數(shù)(流量、溫度等)——邏輯分析判斷——調(diào)整、拆檢、修理——試車(chē)——故障總結(jié)記錄。挖掘機(jī)的故障有許多種，如遇較復(fù)雜的綜合故障，應(yīng)仔細(xì)分析故障現(xiàn)象，列出可能的原因逐一排除。
五、結(jié)語(yǔ)
液壓控制系統(tǒng)在挖掘機(jī)中的應(yīng)用之所以能取得如此廣泛的重視，主要是因?yàn)橥诰驒C(jī)采用液壓控制系統(tǒng)以后，將對(duì)產(chǎn)品的很多性能帶來(lái)極大的提高，降低了能耗，提高了控制性能，適應(yīng)主機(jī)越來(lái)越復(fù)雜的工作要求。但同時(shí)要注意的是液壓傳動(dòng)是一個(gè)多元件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其保養(yǎng)維修難度比機(jī)械傳動(dòng)大得多，因此正確判斷和排除挖掘機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障，是挖掘機(jī)高效安全工作的重要保障。
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