挖掘機(jī)液壓油路故障分析與維修

李曉靜，馬建軍

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南南陽473009）

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力投入和發(fā)展，液壓挖掘機(jī)已成為重要的土石機(jī)械，被廣泛應(yīng)用于工程中。針對(duì)液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障的問題，通過對(duì)液壓系統(tǒng)故障原因的分析，提出了相應(yīng)的解決措施，并指出了液壓系統(tǒng)故障診斷時(shí)應(yīng)遵循的一般原則及注意事項(xiàng)。

1 液壓挖掘機(jī)的工況介紹

（1）挖掘。通常以鏟斗缸或斗桿缸進(jìn)行挖掘，或兩者配合進(jìn)行挖掘，主要是鏟斗和斗桿的復(fù)合動(dòng)作。

（2）滿斗回轉(zhuǎn)。動(dòng)臂液壓缸將動(dòng)臂頂起，滿斗提升，同時(shí)回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)向卸土處，主要是動(dòng)臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動(dòng)作。

（3）卸載。轉(zhuǎn)到卸土點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)制動(dòng)用斗桿液壓缸調(diào)節(jié)卸載半徑，然后鏟斗液壓缸回縮，鏟斗卸載。

（4）返回。卸載結(jié)束，轉(zhuǎn)臺(tái)反向回轉(zhuǎn)，動(dòng)臂液壓缸和斗桿液壓缸配合，把空斗放到新的挖掘地點(diǎn)，是回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂或斗桿的復(fù)合動(dòng)作。

（5）行走時(shí)復(fù)合動(dòng)作。在正常行走時(shí)，主泵1給左行走馬達(dá)供油，主泵2給右行走馬達(dá)供油。當(dāng)同時(shí)操縱工作裝置或進(jìn)行回轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，如果某一液壓元件動(dòng)作，使某一油泵分流供油，可能造成一側(cè)行走速度降低，特別是當(dāng)挖掘機(jī)進(jìn)行裝車卸車行走時(shí)，行駛偏斜會(huì)造成事故。這時(shí)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(dá)，保證挖掘機(jī)直線行駛。

2 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。

2.1 液壓油泄漏

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，還會(huì)造成環(huán)境污染，影響生產(chǎn)，甚至產(chǎn)生無法估計(jì)的嚴(yán)重后果。泄漏產(chǎn)生的主要原因及解決措施有：

（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)，由于沒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，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(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。

2.2 液壓油污染

液壓油的污染，會(huì)造成堵塞液壓元件，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)完全喪失過濾作用，造成液壓系統(tǒng)的惡性循環(huán)；還會(huì)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；還會(huì)加速油液性能的劣化，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。其主要原因及解決措施有：

（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)，通過被損壞的油封、密封環(huán)進(jìn)入系統(tǒng)。在加油、檢查油面和檢修作業(yè)時(shí)，要保證外部環(huán)境的清潔。拆下來的各部件要保持清潔，防止其受到污染。

2.3 液壓油過熱

液壓油過熱會(huì)造成液壓油粘度、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)備無法正常工作；液壓系統(tǒng)的零件因過熱而膨脹，破壞了原來正常的配合間隙，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；還會(huì)造成油液汽化、水分蒸發(fā)，使液壓元件產(chǎn)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(nèi)的小孔，使液壓系統(tǒng)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(nèi)油溫過高。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(yīng)按廠家推薦的牌號(hào)及機(jī)器所處的工作環(huán)境、氣溫因素等來確定。當(dāng)液壓元件和系統(tǒng)保養(yǎng)不便時(shí)，應(yīng)選用性能好的抗磨液壓油。

（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。一般累計(jì)工作1 000 h時(shí)應(yīng)當(dāng)換油。換油時(shí)，注意不僅要放盡油箱內(nèi)的舊油，還要替換整個(gè)系統(tǒng)管路、工作回路的舊油；加油時(shí)最好用150目以上的濾網(wǎng)，并按規(guī)定加足油量，使油液有足夠的循環(huán)冷卻條件。如遇因液壓油污染而引起的突發(fā)性故障時(shí)，一定要過濾或更換液壓系統(tǒng)用油。

（4）環(huán)境溫度過高，并且高負(fù)荷使用的時(shí)問又長(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，待其油溫降下來后再工作。

2.4 進(jìn)空氣

進(jìn)空氣對(duì)挖掘機(jī)液壓油污染的危害是：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；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；液壓油導(dǎo)熱性變差，油溫升高，引起化學(xué)變化。

進(jìn)空氣的主要原因及其解決措施有：

（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。油箱中應(yīng)設(shè)置專用元器件，減少系統(tǒng)氣泡的生成。在回油管與液壓泵吸油口之問應(yīng)設(shè)置隔板，在吸油管上方設(shè)置一個(gè)氣泡分離網(wǎng)，就可以分離大約90%的氣泡。

3 故障診斷應(yīng)遵循的一般原則及注意事項(xiàng)

3.1 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)遵循原則是“由外到內(nèi)，由易到難，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜”，故障診斷的順序是：

查問資料(挖掘機(jī)使用說明書及運(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——試車觀察(故障現(xiàn)象、車上儀表)——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——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。

3.2 應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）切忌對(duì)液壓系統(tǒng)元件盲目拆卸。在沒有詳細(xì)分析之前，不要對(duì)液壓系統(tǒng)元件盲目拆卸和調(diào)整。

（2）注意相關(guān)回路。動(dòng)臂、斗桿、鏟斗都有合流回路，要聯(lián)系起來分析、判斷。

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

（4）液壓系統(tǒng)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(shí)要特別注意液壓元件及系統(tǒng)的清潔。

4 結(jié)束語

液壓控制系統(tǒng)在挖掘機(jī)中的應(yīng)用，之所以能獲得如此廣泛的重視，主要是因?yàn)橥诰驒C(jī)采用液壓控制系統(tǒng)以后，對(duì)產(chǎn)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(yīng)主機(jī)越來越復(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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