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行业新闻

挖掘机 液压系统故障诊断与排除

时间:2018-04-09 18:14:08 来源:

一、大臂举升缓慢或无力
1、 现象
挖掘机工作时,大臂举升缓慢。
2、 原因分析
挖掘机大臂举升,是靠油 泵输出的压力油顺 管道经 阀进入大臂油缸的后腔,油缸内 的活塞在工作油液压力的作用下移动,通过活 塞杆将大臂举起。由此看来,大臂举 升的速度与进入油缸油液的压力和流量有 关。根据输 入油缸的功率等于油缸输出的功率这一道理,再根据 输入液压油缸的功率P等于液 压油缸的工作压力与进入液压油缸流量的乘积,那么,大臂举升缓慢多 半是因 输入液压油缸的功率减少,也就是 输入油缸的功率减少所致。引起输 入油缸的功率减小的原因有:
(1)油泵的影响 根据油 缸内的活塞移动速度与进入油缸油液的工作流量成正比关系,如果液 压油泵输出的流量减少,必然会 使大臂油缸举升缓慢。进而分析,油泵的 实际流量等于油 泵的理 论流量与总效率的乘积(油泵容 积效率与机械效率之和)如果油 泵的总效率减小,则油泵 实际流量也必然在减小。使油泵 总效率减小的主要原因是:油泵泄漏 量增大 和机械摩擦损失增大。
(2)油缸的影响 液压油 缸活塞密封圈损坏、油缸拉伤、油缸盖 密封圈损坏而引起油液窜腔或漏油,使油缸 内的容积效率减小,即油缸本身效率减小,故输出的功率减小,其表现 为动臂举升速度缓慢。
(3)油路泄漏的影响 油泵的吸程段(油泵至油箱)管路密 封不良而吸入空气,影响泵油效率;油泵至 油缸的压程段向系统外漏油或通过操纵阀漏回油箱,均会使 进入油缸的油液流量减小,压力降低,导致动臂举升缓慢。
(4)油路堵塞的影响 液压系 统的工作油液一般会有机械杂质,这些杂 质在油路中的流油载面小的部位堵塞,使进入 油缸油液流量减小,同时还 会引起压力降低。因此,致使油 缸输出功率减小而使大臂举升缓慢。
吸油口处的滤网堵塞,会使油 泵吸油段真空度增大,当达到 分离油中的空气压力时,则使溶 于油液中的空气被分离出来,被油泵 吸入而影响油泵的输出功率。根据油 缸的输出功率等于油泵输入油缸功率,所以因 油缸的功率减小而大臂举升缓慢。
回油路 部分的滤油网或散热器堵塞,会使油缸的背压增大,导致油 缸活塞两侧压力差小。根据油 缸的活塞移动速度与活塞两侧的压力存在着正比关系,当活塞 两侧的压力差减小时,大臂举升缓慢。
(5)阀的影响 安全阀(过载阀或溢流阀)调定压 力过低或阀门关闭不严,均会造 成系统内工作油液压力下降,根据巴 斯克压力处处相等的定理,所以油 缸内的压力也降低,故油缸 因压力低而举升速度缓慢。
单向阀 因机械杂质使阀门与阀座关闭不严,或阀门 与阀座密封不良而关闭不严,其结果 与上述情况相同。
换向阀 的阀芯与配合副的间隙过大,造成工 作时会有部分压力油流回油箱,其结果 也与上述情况相同。
(6)油泵的 进出油管接头接反,油缸不动作。
3、诊断与排除
如果液 压工作装置动作均缓慢,表明大 臂油缸举升缓慢的故障在主供油或总回油部分。若其他 工作装置工作速度正常,唯有大 臂油缸举升缓慢,则表明 举升无力的故障在大臂支路。
(1)外观检 查主油路外泄漏 如果主 油路有漏出系统外的油迹,表明是 大臂举升无力的故障所在,应顺油 迹查明漏油的原因,并予以排除。
(2)检查油箱内的油液体 若油液 严重不足或气泡过多,便是由 于主油路压力不足引起的大臂举升缓慢,应加注油液,使之液 面满足高度要求。若是气泡过多,可能是 回转接头处油路与气路相通,应更换 回转接头密封圈。若油液 氧化变质呈黑褐色,并发出有臭味,说明油液变质,应更换。
(3)检查油温 若系统的油温超过80℃,表明是 引起大臂举升缓慢原因所在,应予以冷却。若冷却后故障消失,证明散 热器散热不良或大负荷连续工作时间过长。
别外,若油温低时工作正常,油温高 时大臂举升速度缓慢,表明油 质变坏或系统液压元件磨损,使系统效率降低之故。前者多发生在使用期。后者多发生在耗损期。
(4)检查主安全阀 若将安 全阀的调整螺柱旋入(每旋入一圈压力变化2.352MPa)压力上升至规定值,且大臂举升速度正常,便是主 安全调整不当所致。
若调整无效,表明是 主安全阀的阀芯卡滞在开启位置或关闭不严所致,应拆下 进而检查并予以排除。若调压弹簧折断时,应予以更换。
(5)在调整主安全阀时,调压螺 柱每旋入一圈但压力不增加(23.52MPa),表明油泵有故障。若大臂 举升缓慢故障发生在早期(走合期),证明吸油道有漏气;若发生在耗损期,证明油 泵磨损严重而泵油效率低所致,应予以修理或更换。
(6)检查油缸 若油缸 举升后操纵阀处于中位时,大臂有 明显的自动下降,有可能 是油缸密封不良,油缸安全阀关闭不严,油管漏油操纵阀漏油,应进而 查明原因并对症排除。
若 油缸举 升缓慢发生在早期,多数是 装配油缸时密封件损坏的可能性很大;也有可 能在装配时未清除制造时的机械杂质(金属屑、砂粒等)将安全 阀阀芯或单向阀卡在 开启位 置影响阀芯的关闭;管道接 头连接松动密封圈损坏而漏油。以上原 因都能引起液压系统内压力下降,致使大臂举升缓慢,应进而 查明原因并予以排除。
若大臂 油缸的安全阀调定压力低于规定值时,应予以调整。其方法是:将螺塞拧出,在弹簧 增加垫为升为压(垫片厚每增厚1mm,可增加压力2.45MPa)。
铲斗油缸故障现象,原因分析、诊断与 排除方法与大臂油缸基本相同。当上述 油缸遇有类同故障时,可参看 大臂油缸的故障分析与诊断排除。
二、液压马达回转无力
液压马达是执行机构,设在液压传动的末端,是把液 压能转换为机械能,使平台回转。此马达 采用轴向柱塞点接触中转速的液压马达。
1、 现象
工作时 平台转动速度低于6r/min
2、 原因分析
液 压马达 与轴向柱塞泵的结构与工作原理基本相同。轴向柱 塞泵是通过吸油和压油产生动力,即把机 械能转换为液体压力能。而液压 马达进入的是高压力油,排出去的 是低压力油,即将液 体压力能转换为机械能。由此看 来液压马达实质上相当于多个单缸柱塞油缸的组合,即把多 个单向油缸周向均布,柱塞的外端顶在斜盘。当油泵 向油缸提供压力油时,柱塞在 压力油的作用下伸出,并在斜盘上下滑,于是产生了一个转矩,油泵连 续不断地向液压马达提供压力油,液压马 达就连续不断的转动, 并通过 齿轮传动箱使最终驱动齿轮与车架固定的内齿圈啮合而带动平台旋转。
由上可知,液压马 达的构造与工作原理与前述液压油缸的工作原理基本相同,如果液 压马达出现转动速度缓慢的故障时,其分析、诊断与 排除的方法与工作装置的液压油缸和轴向柱塞泵相类似,故在此不再赘述。分析、诊断与 排除液压马达故障时请参看前述内容。
三、液压马达“爬行”
1、现象
平台转 动时出现忽停忽动,即转动不连续。速度缓慢,力量不足等现象。
2、原因分析
液压马 达是一个能量转换装置,即输入 液体压力能转换机械能输出,若不考 虑压马达本身效率时,应该是 能量的输入等于输出。由此看来,液压马 达转动无力必然是输入液压马达的能量减少,当能量 难以克服平台转动阻力时,就出现了停转。
根 据液压传动原理可知,液压马 达这是靠液体压力来转动的。液压马 达在操纵阀接通压力油路的情况下停转,必然是 因输入液压马达柱塞油缸的油液工作压力不足以克 服平台 运转阻力而停转。待积蓄 的能量足够克服阻力时,液压马 达使克服阻力而冲跳转动,系统内 的油液压力又陡降,马达又停顿,这样反 复下去形成平台“爬 行”,或者是 阻止液压马达转动的阻力过大导致“爬行”。至于能 引起输入液压油液的流量减少和工作压力减少,请参看 大臂油缸举升缓慢的原因分析与诊断。
总之,液压马达“爬行”使系统 内油液压力不稳定,油液压 力不稳定多数是因系统内有空气所致,系统内 进入空气的原因与第一部分相同。
液压马 达转动阻力过大的原因导致马达的本身机械效率低。如柱塞 与配合磨擦副阻力过大,斜盘与 柱塞磨擦阻力过大、轴承不 良引起磨擦阻力过大,或者是 传动箱机械传动效率低。或者是 平台的转盘机械擦阻力过大所致。
3、诊断与排除
如果液 压工作装置的油缸也有“爬行”的现象,其故障 在液压系统的总油路部分,应按第 一部分大臂油缸举升缓慢所述的诊断方法进行诊断,重点检查气穴,查明原 因后并对症排除。
如果工 作装置的大臂液压油缸工作正常,液压马达出现“爬行”的故障 应在液压马达和传动的末端,即机械 传动箱和平台转盘部分。
(1)对液压 马达安全阀的检查 试调液 压马达操纵阀下部的安全阀。将安全阀螺帽拧下,用内六 方扳手旋转调整螺塞,每转动一圈改变压力2.345MPa。因此压力表测试应为9.8MPa。若低于9.8MPa,说明“爬行”故障多 是由液压马达的设定压力过低所致。
(2)检查液 压马达和机械传动部分 如果测 试液压马达安全阀调定压力为9.8MPs,说明“爬行”是液压 马达至回转平台部分机械磨擦阻力过大。
用手摸液压马达外壳,若有烫手感觉,说明液 压马达磨擦力过大,证明它是引起“爬行”的故障原因,应予以排除。
如果液 压马达温度正常,可再用 手模传动箱和转盘等处温度状况,或者观察润滑情况。如果手 感有温度较高的部位,且润滑也很差,表明多数是“爬行”故障原因所在,即磨擦阻力过大,应予以排除。
四、支脚自动沉降
1、现象
挖掘机不工作时,将支腿收起后,支腿在 自重的作用下又逐渐下落。
2、原因分析
由 构造和工作原理可知,为了确 保支腿的支撑作用,防止挖 掘机在作业状态下丧失稳定性的危险,故支腿 上没有闭锁装置(液控单向阀)。当操纵 阀的滑阀处在中间位 置时,除了操 纵阀本身将支腿油缸前后腔的油路封闭外,还由于 支腿单向阀内弹簧的作用,圆锥活塞紧压阀套,使油缸 两腔被严格封死,于是起 了双重的支腿油缸两 腔油路封闭作用。如果因 活塞密封元件磨损或损坏、油缸盖 密封损坏以及闭锁装置的单向阀关闭不严等,均会使 支腿油缸两腔互相窜油,导致支腿自动下降。
(1)油缸盖 及活塞密封元件损坏 活塞密 封元件损坏是由于装配时被缸口部位加工的切槽刮伤,或使用时间过久磨损,造成径 向压缩变形而丧失密封性引起泄漏。
(2) 闭锁装置闭锁不严 由于使 用中混入油内的机械杂质,或加工 时残留在闭锁装置内的机械杂质未清除干净,造成闭 锁装置的阀芯卡死在打开的位置;或者机 械杂质粘留在单向阀阀座处, 使单向关闭不严,同时还 会加速活塞磨损,使闭锁装置闭锁不严。此处,弹簧疲 劳弹力减小也会引起单向阀关闭不严而影响闭锁装置闭锁。
3、诊断与排除
诊断时,应根据 上述分析出的原因,进行拆检诊断,并进行对症排除。
五、悬挂油缸不能闭锁
1、现象
挖掘机作业时,驾驶员 扳动气控制阀悬挂油缸不能闭锁,挖掘机有失稳象瑞。
2、原因分析
悬 挂油缸 是单向柱塞式油缸,挖掘机行驶时,由分配阀(两位六通阀)使两油缸、油箱油路互通而浮动,以提高 挖掘机行驶时的平衡性。挖掘机作业时,打开手操纵气 阀,压缩空 气时入控制气缸,使活塞 推动悬挂油缸的分配阀使滑阀移动,将两悬 挂油缸的油路封闭,使之互不相通,这时悬挂油缸与前桥,车架呈刚性连接,于是保 证了挖 掘机作业时的稳定性。
如果挖掘机作业时,闭锁不起作用,可能是 悬挂油缸至分配阀内有空气或分配阀的滑阀位置不对,没有将两悬 挂油缸的油路封闭,使之两 悬挂油缸的油路仍处于互通状态,而不起闭锁作用。
3、诊断与排除
(1) 检查气压控制系统 发动机处于熄火状态,气压表 指示气压为充足状态,这时扳 倒悬挂油缸手操纵气开头,若听到 有严重的漏气声,表明气压管路漏气,悬挂控制气缸无动作,致滑阀不 到位。若不漏气,再扳起 手操纵气开头至原位,听察有无排气声。若无排气声,表明控制缸气路不通(冬季控制气路易结水)是悬挂 油缸不闭锁的原因所在,应予以 排除。
(2)检查悬 挂油缸分配阀阀杆 将控制 气缸推杆连接锁拆下,用手推入分配阀杆,若悬挂油缸锁闭有效,说明推杆调整不当,应予以调整。
(3) 排除悬挂油缸空气 若观察 悬挂油缸或柱塞有漏出的油迹,可怀疑油缸内有空气,在闭锁 状态下不起刚性连接作用,应排除油内空气。其排气方法:用工作 装置挖掘铲头将前部支起,使 前轮离地,松开油缸上放气螺塞,将前轮 上下绕铰接销摆动,直至排气口溢油为止,排气后再将螺旋入。
六、中央回 转接头故障简介
中央回 转接头是使转盘旋转的高压油和压缩空气送不旋转的底盘,并保证油、气路畅通而且不泄漏。其常见 故障是油路与气路,或不同 执行机构的油路互相串通,其导致结果是:使通的 油路或气路相关的装置工作不正常;有的气 压执行元件中窜有油液;有的油箱中油液减少。
造成上 述的原因是回转接头内的各油路或气路间的密封圈在装配时损坏,或使用 时间过久磨损而串油或串气。检查回转接头时,应特别 注意气路和油路相邻的密封圈。
排除方法:拆下回转接头底座(芯子)更换O形密封圈。
注意:如果密 封圈在使用早期损坏,只将损坏密封圈更换,若因便用时间过久,应全部更换

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