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挖掘机液压系统维修及故障诊断方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-09  浏览次数:3

  在工程机械中液压系统是其中重要的组成元素,同样也是挖掘机中的中重要系统结构。液压系统具有形态灵巧和安装简易的特点,并且它在工作运行时具有平稳性和可控制性强的特性。近年来,无论在工业界还是建筑界它都得到广泛的应用和好评。在工程施工中,液压挖掘机作为一种被广泛使用的机械,它的行走和回转都通过发动机来进行调控,通过液压油的压力来驱动液压箱内的马达进行工作。在实际工作中,对液压挖掘机液压系统故障的及时发现和解决是极其重要的环节,应该得到重视。挖掘机的液压系统就是按照挖掘机工作装置和各个机构的传动要求,把各种液压元件用管路有机地连接起来的组合体。主要包含了液压油箱、主泵、多路阀、各管路及执行各动作的油缸、马达等部件。其功能是,以油液为工作介质,利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送,然后通过液压缸和液压马达等将液压能转返为机械能,实现挖掘机的各种动作。今天贤集网小编来详细为大家介绍一下挖掘机液压系统的相关知识,包括:挖掘机液压系统维修、挖掘机液压系统故障诊断方法、挖掘机液压系统的基本回路有哪些?挖掘机液压系统日常维护保养。

  挖掘机液压系统维修

  一、大臂举升缓慢无力,而其它动作正常

  1、故障诊断 液压系统

  在液压系统中,如只是动臂举升缓慢无力,而转斗翻转正常。从工作原理图不难看出:其它工作正常,这说明工作泵、总安全阀是正常工作的,他们所提供给整个系统的压力足够,同时也说明泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质没问题。此时只需检查大臂滑阀、大臂油缸、大臂部分的油管、及其密封件了。

  (1)检查油路堵塞情况

  先作常规处理,拆下油管,拆下大臂滑阀阀体、阀杆及相关部件进行清洗,把油道清洗干净并用压缩空气吹通吹干。 液压系统

  (2)检查油路泄漏情况

  液压系统的泄漏一般都是在使用一段时间后产生。从表面现象看,多为密封件失效、损坏、挤出或密封表面被拉伤等造成。主要原因有:油液污染、密封表面粗糙度不当、密封沟槽不合格,管接头松动、配合件间隙增大、油温过高、密封圈变质或装配不良等。泄漏分为内泄漏和外泄漏,通常故障主要由于内泄漏引起。

  (3)内泄漏故障的处理

  该部分内泄漏主要产生于动臂滑阀和油缸内泄漏。内泄漏主要发生于阀体和油缸内部,不易检查。但我们可以借助一些辅助方法来判断泄漏情况。

  (4)对大臂油缸的检查

  当大臂油缸活塞收到底后,拆下无杆腔油管,使大臂油缸有杆腔继续充油。若无杆腔油管口有大量工作油泄出,说明液压缸发生内漏;也可以使铲斗装满载荷,举升到极限位置,大臂操纵杆置于中位,并使发动机熄火,观察大臂的下沉速度;然后,将大臂操纵杆置于上升位置,如果这时大臂下沉速度明显加快,也说明内漏发生在液压缸;如果下沉速度变化不明显,则内漏原因出在大臂滑阀。

  (5)对大臂滑阀的检查

  大臂滑阀的泄漏主要是因为阀杆与阀体的配合间隙太大、调压弹簧损坏、阀内密封件损坏等。检查阀杆和阀体的配合间隙,检查压力弹簧,看阀体内密封件是否有损坏。

  2、排除方法

  如油缸内泄漏测试结果超过规定值,应予以拆开作进一步检查,如密封圈损坏则更换,如缸壁拉伤严重则更换;如动臂阀磨损严重则更换。

  二、大臂工作正常;小臂(铲斗)工作缓慢无力

  1、故障诊断

  在液压系统中,如大臂工作正常;小臂(铲斗)工作缓慢无力。从工作原理图不难看出:大臂举升正常,这说明工作泵、总安全阀是正常工作的,同时也说明泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质没问题。此时只需注意检查小臂(铲斗)工作滑阀、安全阀、及其密封件。

  2、维修方法

  液压传动故障诊断与排除方法大同小异,同样小臂(铲斗)部分与大臂部分的故障处理方法也基本相同,因此对于处理小臂(铲斗)工作部分的故障可参照2.1故障现象的处理方法进行操作。

  三、大臂举升缓慢无力;回转缓慢无力

  1、故障诊断

  在工作装置液压系统中,大臂和回转工作都不正常,引起这一原因比较多,它可能包含了前面故障现象外,还与总安全阀、液压泵、滤油器、液压油、分配阀进回油路故障有关。由于涉及点比较多,我们可从由易到难、从关键点开始检查起。我们先检查最直观的点,检查油箱油量足不足,检查液压油的清洁度、颜色、粘度、稠度和气味。液压油从高压侧流向低压侧而没有作机械功时,液压系统内就会产生热。液压油温度过高,会使密封件变质和油液氧化至失效,会引起腐蚀和形成沉积物,以至堵塞阻尼孔和加速阀的磨损,过高的温度将使阀、泵卡死。有问题先排除,接着检查几个关键部位。从几率上来讲,大臂滑阀和回转滑阀同时损坏,大臂油缸和回转油缸同时发生内泄漏的可能性比较少。因此我们首先进行系统压力的检测。系统压力的检测:在测压点装上40MPa量程的压力表,发动机在额定转速下,将大臂提升到最高位置,此时表显示最高压力,此时读数应为27~28MPa。

  2、维修方法

  如果系统压力偏低,应主要从以下几个方面分析和排除:

  (1)分配阀有内漏:分配阀内泄漏主要原因有:总安全阀的主阀芯被卡死,阀杆与阀体的配合间隙太大,调压弹簧损坏,阀内密封件损坏或阀体有砂眼等。拆检总安全阀的锥阀是否被卡住;检查阀杆和阀体的配合间隙,正常的配合间隙应在0.005~0.025mm之间,修理极限为0.04mm;检查主阀芯于主阀套配合间隙,正常配合标准间隙为0.010~0.018mm,修理极限为0.03mm。检查压力弹簧及阀内密封件是否有损坏。

  (2)工作泵内漏:泵内漏表现为:工作时噪声大、发动机转速越高,则噪声越大;在滤油器中可见到大量铜屑。应拆检泵,如有损坏,应修复或更换。

  (3)在检查并处理好在系统总的压力问题后,如仍工作不正常则可按2.1、2.2条分别对动臂部分和转斗部分排除。

  (4)若以上检查都正常时,?则测量相应工作油路的压力,用压力表测得,当处于“回转”“大臂提升”两种工作状态时,其工作油路的压力仅为10MPa,先导控制系统油压仅为0.5MPa,(正常值为2.8MPa)。而处于其它工作状态的工作油压、先导控制系统油压符合正常值,后对液压的工作原理图进行仔细分析,发现回转控制优先的先导油路与大臂控制优先的先导油路与左行走控制阀、直线行走阀的油路可相通,因此初步判断可能由于“左行走控制阀”中有高压油作用于“直线行梭走阀”,至使“直线行走梭阀”的阀蕊不在中位,“回转”和“大臂提升、下降”的先导控制油路通过?“梭阀”、“直线行走阀”后被旁通泄压,后轻微操作“左行走”操作手柄时,“回转”和“大臂提升”两者动作有所加快,因此判断“左行走控制阀”的端部“弹簧和油封”损坏,经拆卸“左行走控制阀”发现油封、弹簧已明显损坏,更换新弹簧及油封后,该故障排除。

  挖掘机液压系统故障诊断方法

  1、直观检查法

  对于一些较为简单的故障,可以通过眼看、手模、耳听和嗅闻等手段对零部件进行检查例如,通过视觉检查能发现诸如破裂、漏油、松脱和变形等故障想象,从而可及时地维修或更换配件;用手握住油管(特别是胶管),当有压力油流过时会有震动地感觉,而无油液流过或压力过低时则没有这种现象。另外,手摸还可用于判断带有机械传动部件地液压元件润滑情况是否良好,用手感觉一下元件壳体温度地变化,若元件壳体过热,则说明润滑不良;耳听可以判断机械零部件损坏造成的故障点和损坏程度,如液压泵吸空、溢流阀开启、元件发卡等故障都会发出如水的冲击声或“水锤声”等异常响声;有些部件会由于过热、润滑不良和气蚀等原因而发出异味,通过嗅闻可以判断出故障点。

  2、对换诊断法

  在维修现场缺乏诊断仪器或被查元件比较精密不宜拆开时,应采用此法先将怀疑出现故障的元件拆下,换上新件或其他机器上工作正常、同型号的元件进行试验,看故障能否排除即可作出诊断。用对换诊断法检查故障,尽管受到结构、现场元件储备或拆卸不便等因素的限制,操作起来也可能比较麻烦,但对于如平衡阀、溢流阀、单向阀之类的体积小、易拆装的元件,采用此法还是较方便的。对换诊断法可以避免因盲目拆卸而导致液压元件的性能降低。对上述故障如果不用对换法检查,而直接拆下可疑的主安全阀并对其进行拆解,若该元件无问题,装复后有可能会影响其性能。

  3、仪表测量检查法

  借助对液压系统各部分液压油的压力、流量和油温的测量来判断该系统的故障点在一般的现场检测中,由于液压系统的故障往往表现为压力不足,容易查觉;而流量的检测则比较困难,流量的大小只可通过执行元件动作的快慢作出粗略的判断。因此,在现场检测中,更多地采用检测系统压力的方法。

  挖掘机液压系统的基本回路有哪些?

  一、限压回路

  限压回路用来限制压力,使其不超过某一调定值。限压的目的有两个:一是限制系统的最大压力,使系统和元件不因过载而损坏,通常用安全阀来实现,安全阀设置在主油泵出油口附近;二是根据工作需要,使系统中某部分压力保持定值或不超过某值,通常用溢流阀实现,溢流阀可使系统根据调定压力工作,多余的流量通过此阀流回油箱,因此溢流阀是常开的。

  液压挖掘机执行元件的进油和回油路上常成对地并联有限压阀,限制液压缸、液压马达在闭锁状态下的最大闭锁压力,超过此压力时限压阀打开、卸载保护了液压元件和管路免受损坏,这种限压阀(图 2-1)实际上起了卸荷阀的作用。维持正常工作,动臂液压缸虽然处于“不工作状态”,但必须具有足够的闭锁力来防止活塞杆的伸出或缩回,因此须在动臂液压缸的进出油路上各装有限压阀,当闭锁压力大于限压阀调定值时,限压阀打开,使油液流回油箱。限压阀的调定压力与液压系统的压力无关,且调定压力愈高,闭锁压力愈大,对挖掘机作业愈有利,但过高的调定压力会影响液压元件的强度和液压管路的安全。通常高压系统限压阀的压力调定不超过系统压力的 25%,中高压系统可以调至 25%以上。

  二、缓冲回路

  1、液压挖掘机满斗回转时由于上车转动惯量很大,在启动、制动和突然换向时会引起很大的液压冲击,尤其是回转过程中遇到障碍突然停车。液压冲击会使整个液压系统和元件产生振动和噪音,甚至破坏。挖掘机回转机构的缓冲回路就是利用缓冲阀等使液压马达高压腔的油液超过一定压力时获得出路。图 2-2 为液压挖掘机中比较普遍采用的几种缓冲回路。

  2、图 2-2 (A)中回转马达两个油路上各装有动作灵敏的小型直动式缓冲(限压)阀 2、3,正常情况下两阀关闭。当回转马达突然停止转动或反向转动时,高压油路Ⅱ的压力油经缓冲阀 3 泄回油箱,低压油路Ⅰ则由补油回路经单向阀 4 进行补油,从而消除了液压冲击。缓冲(限压)阀的调定压力取决于所需要的制动力矩,通常低于系统最高工作压力。该缓冲回路的特点是溢油和补油分别进行,保持了较低的液压油温度,工作可靠,但补油量较大。

  3、图 2-2(B)是高、低压油路之间并联有缓冲阀,每一缓冲阀的高压油口与另一缓冲阀的低压油口相通。当回转机构制动、停止或反转时,高压腔的油经过缓冲阀直接进入低压腔,减小了液压冲击。这种缓冲回路的补油量很少,背压低,工作效率高。

  4、图 2-2(C)是回转马达油路之间并联有成对单向阀 4、5 和 6、7,回转马达制动或换向时高压腔的油经过单向阀 5、缓冲(限压)阀 2 流回油箱,低压腔从油箱经单向阀 6获得补油。

  5、上述各回转回路中的缓冲(限压)阀实际上起了制动作用,换向阀 1 中位时回转马达两腔油路截断,只要油路压力低于限压阀的调定压力,回转马达即被制动,其最大制动力矩由限压阀决定。

  6、当回转操纵阀回中位产生液压制动作用时,挖掘机上部回转体的惯性动能将转换成液压位能,接着位能又转换为动能,使上部回转体产生反弹运动来回振动,使回转齿圈和油马达小齿轮之间产生冲击、振动和噪声,同时铲斗来回晃动,致使铲斗中的土洒落,因此挖掘机的回转油路中一般装设防反弹阀。

  三、节流回路

  1、节流调速是利用节流阀的可变通流截面改变流量而实现调速的目的,通常用于定量系统中改变执行元件的流量。这种调速方式结构简单,能够获得稳定的低速,缺点是功率损失大,效率低,温升大,系统易发热,作业速度受负载变化的影响较大。根据节流阀的安装位置,节流调速有进油节流调速和回油节流调速两种

  2、图 2-3 (A)为进油节流调速,节流阀 3 安装在高压油路上,液压泵 1 与节流阀串联,节流阀之前装有溢流阀 2,压力油经节流阀和换向阀 4 进入液压缸 5 的大腔使活塞右移。负载增大时液压缸大腔压力增大,节流阀前后的压力差减小,因此通过节流阀的流量减少,活塞移动速度降低,一部分油液通过液流阀流回油箱。反之,随着负载减小,通过节流阀进入液压缸的流量增大,加快了活塞移动速度,液流量相应地减少。这种节流方式由于节流后进入执行元件的油温较高,增大渗漏的可能性,加以回油无阻尼,速度平稳性较差,发热量大,效率较低。

  3、图 2-3 (B)为回油节流调速,节流阀安装在低压回路上,限制回油流量。回油节流后的油液虽然发热,但进入油箱,不会影响执行元件的密封效果,而且回油有阻尼,速度比较稳定。

  4、液压挖掘机的工作装置为了作业安全,常在液压缸的回油回路上安装单向节流阀,形成节流限速回路。如图 2-3(C)所示,为了防止动臂因自重降落速度太快而发生危险,其液压缸大腔的油路上安装由单向阀和节流阀组成的单向节流阀。此外,斗杆液压缸、铲斗液压缸在相应油路上也装有单向节流阀。

  四、行走限速回路

  1、履带式液压挖掘机下坡行驶时因自重加速,可能导致超速溜坡事故,且行走马达易发生吸空现象甚至损坏。因此应对行走马达限速和补油,使行走马达转速控制在允许范围内。

  2、行走限速回路是利用限速阀控制通道大小,以限制行走马达速度。比较简单的限速方法是使回油通过限速节流阀,挖掘机一旦行走超速,进油供应不及,压力降低,控制油压力也随之降低,限速节流阀的通道减小,回油节流,从而防止了挖掘机超速溜坡事故的发生。

  3、履带式液压挖掘机行走马达常用的限速补油回路如图 2-4 所示,它由压力阀2、3,单向阀 4、5、6、7 和安全阀 8、9 等组成。正常工作时换向阀 1 处于右位,压力油经单向阀 4 进入行走马达 10,同时沿控制油路推动压力阀2,使其处于接通位置,行走马达的回油经压力阀 2 流回油箱。当行走马达超速运转时,进油供应不足,控制油路压力降低,压力阀 2 在弹簧的弹力作用下右移,回油通道关小或关闭,行走马达减速或制动,这样便保证了挖掘机下坡运行时的安全。

  4、这种限速补油回路的回油管路上装有 5~10bar 的背压阀,行走马达超速运转时若主油路压力低于此值,回油路上的油液推开单向阀 5 或 7 对行走马达进油腔补油,以消除吸空现象。当高压油路中压力超过安全阀 8 或 9 的调定压力时,压力油经安全阀返回油箱。

  (1- 行走 2- 动臂.铲斗 3- 前泵 4- 行走 5- 后泵 6- 回转.斗杆 7- 先导油压)

  此外为了实现工作装置、行走同时动作时的直线行驶,一般采用直行阀,图2-5 为直行阀工作原理图。在行驶过程中,当任一作业装置动作时,作业装置先导操纵油压就会作用在直行阀上,克服弹簧力,使直行阀处于上位。图中前泵并联供左右行走,后泵并联供回转、斗杆、铲斗和动臂动作,后泵还可通过单向阀和节流孔与前泵合流供给行走。

  五、合流回路

  1、为了提高挖掘机生产效率、缩短作业循环时间,要求动臂提升、斗杆收放和铲斗转动有较快的作业速度,要求能双(多)泵合流供油,一般中小型挖掘机动臂液压缸和斗杆液压缸均能合流,大型挖掘机的铲斗液压缸也要求合流。目前采用的合流方式有阀外合流、阀内合流及采用合流阀供油几种合流方式。

  2、阀外合流的液压执行元件由两个阀杆供油,操纵油路联动打开两阀杆,压力油通过阀外管道连接合流供给液压作用元件,阀外合流操纵阀数量多,阀外管道和接头的数量也多,使用上不方便。阀内合流的油道在内部沟通,外面管路连接简单,但内部通道较复杂,阀杆直径的设计要综合平衡考虑各种分合流供油情况下通过的流量。合流阀合流是通过操纵合流阀实现油泵的合流,合流阀的结构简单,操纵也很方便。

  六、闭锁回路

  动臂操纵阀在中位时油缸口闭锁,由于滑阀的密封性不好会产生泄露,动臂在重力作用下会产生下沉,特别是挖掘机在进行起重作业时要求停留在一定的位置上保持不下降,因此设置了动臂支持阀组。如图 2-6 所示,二位二通阀在弹簧力的作用下处于关闭位置,此时动臂油缸下腔压力油通过阀芯内钻孔通向插装阀上端,将插装阀压紧在阀座上,阻止油缸下腔的油从 B 至 A,起闭锁支撑作用。当操纵动臂下降时,在先导操纵油压 P 作用下二位二通阀处于相通位置,动臂油缸下腔压力油通过阀芯钻孔油道经二位二通阀回油,由于阀芯内钻孔油道节流孔的节流作用,使插装阀上下腔产生压差,在压差作用下克服弹簧力,将插装阀打开,压力油从 B 至 A。

  七、再生回路

  动臂下降时,由于重力作用会使降落速度太快而发生危险,动臂缸上腔可能产生吸空,有的挖掘机在动臂油缸下腔回路上装有单向阀和节流阀组成的单向节流阀,使动臂下降速度受节流限制,但这将引起动臂下降慢,影响作业效率。目前挖掘机采用再生回路,如图 2-7 所示,动臂下降时,油泵的油经单向阀通过动臂操纵阀进入动臂油缸上腔,从动臂油缸下腔排除的油需经节流孔回油箱,提高了回油压力,使得液压油能通过补油单向阀供给动臂缸上腔。这样当发动机在低转速和泵的流量较低时,能防止动臂因重力作用下迅速下降而使动臂缸上腔产生吸空。

  挖掘机液压系统日常维护保养

  1、选择合适液压油

  对于挖掘机的液压系统来说,其在工作过程中不能缺少液压油的支持,而液压油除了能够对挖掘机提供动力之外还能够很好的充当挖掘机的润滑及冷却器件,其所具有的重要功能也使得液压油的质量将对液压系统工作的性能产生重要的影响,而这就需要我们在对液压油进行选择的过程中应当密切联系工作环境以及油泵具体类型来选择最适合的油质。

  2、防止系统进入空气

  在挖掘机使用的过程中,还应当避免液压系统进入空气,如果液压系统进入空气那么会使系统性能受到很大的影响甚至出现很多异常情况如出现噪声、运行速度减慢等等,并且会使挖掘机的工作力度也会受到较大的降低,所以在挖掘机实际使用的过程中应当避免将油箱放在表面中,从而避免空气进入到液压系统之中,而如果当挖掘机加油之后发现有空气进入油箱,那么则应当在第一时间对其进行排除。

  3、控制油污染

  挖掘机使用油的品质的不同也会对整体系统的稳定性产生较大的影响,所以为了对挖掘机的工作效率进行保障,就需要在实际应用的过程中避免液压油出现污染,而在实际使用的过程中,也应当保证不同液压油的独立使用而避免混合,并且应当以在油箱入口处放置过滤器的方式避免水分、灰尘等杂质进入到系统之中,而当系统在应用一定时间之后,还应当对其进行定期的清洗,从而保证液压泵以及液压阀中的杂质能够被及时的清除。

  4、控制液压油温度

  在挖掘机使用的过程中,如果液压油出现过热情况就会使其粘度受到较大程度的降低,并使其润滑性变差,进而增加挖掘机设备的自身磨损情况,这对于挖掘机设备的运行效率以及运行性能都会产生负面的影响.而为了避免此种情况的出现,就需要我们在实际工作的过程中当作业一定时间之后就可以短暂的暂停作业,并且等液压油温度下降到合理范围之后再进行后续的工作,同时,在运行的过程中也应当保证对于挖掘机冷却装置的定期清洗以及油箱中油量的良好控制,从而使挖掘机能够得到平稳安全的运行。

  上述是贤集网小编为大家介绍的挖掘机液压系统维修、挖掘机液压系统故障诊断方法、挖掘机液压系统的基本回路有哪些?挖掘机液压系统日常维护保养。希望这些知识能够帮助到大家!要知道,挖掘机液压系统在日常使用中难免会遇到一些小问题,大故障,总之,当液压系统出了故障,不要盲目处理,按照“先易后难、先外后内、先重点后一般”的顺序分析和解决问题,一般先检查外部泄漏情况,检查油量油质,检查堵塞情况,对于元器件内部磨损引起的故障,要先弄懂原理后作针对性的检查,通过对液压系统更加深入的了解和掌握,不断提高技术和工作能力,才能更好的解决好液压设备使用者面临的主要问题,管理好液压系统。当系统出现问题时能找出引起系统故障真正的原因,更多的工作是从平时的日常点检开始,注重设备检查和维修工作的细节,在故障早期就将引起故障的各种因素消除,通过对工作循环不断的改进与提高,从而使预知维修工作能在不断变化的工作环境中更进一步,确保设备发挥更大的效益,实现设备事故为零的目标。

文章来源地址: http://www.jixie100.net/article/qtwfl/9770.html


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