挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計對液壓油高溫故障的影響探索

周雷生

摘 要：挖掘機(jī)在建筑工程等領(lǐng)域得到了日漸廣泛的應(yīng)用。挖掘機(jī)在使用過程中，受諸多因素影響，極易導(dǎo)致液壓系統(tǒng)高溫故障。挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)若出現(xiàn)高溫故障，將影響挖掘機(jī)的正常使用。因此，有必要深入了解和全面掌握挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)存在的設(shè)計缺陷對高溫故障的影響，在此基礎(chǔ)上對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計。本文淺析了液壓油高溫故障的危害，探究了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計對液壓油高溫故障的影響，以期為挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計提供借鑒。

關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)；液壓系統(tǒng)；高溫故障

對挖掘機(jī)進(jìn)行使用，要嚴(yán)格控制挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的實際運(yùn)行溫度，才能有效保障挖掘機(jī)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。通常，要將挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)實際運(yùn)行溫度控制在30℃到60℃之間。然而，在挖掘機(jī)實際運(yùn)行過程中，難免出現(xiàn)液壓系統(tǒng)實際運(yùn)行溫度過高的現(xiàn)象，這就會對挖掘機(jī)工況造成不良影響，并影響挖掘機(jī)液壓油的實際使用壽命。因此，有必要基于對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計對液壓油高溫故障的影響探索，對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)。

一、液壓油高溫故障的危害

（一）造成液壓油粘度出現(xiàn)降低

若液壓油出現(xiàn)高溫故障，將降低液壓油粘度，進(jìn)而對挖掘機(jī)造成如下不良影響：（1）將增加液壓系統(tǒng)以及各類元件所含油液的實際泄露量，并導(dǎo)致液壓泵的實際容積效率出現(xiàn)大幅度降低。（2）油液對隙縫式閥口或者節(jié)流小孔進(jìn)行流經(jīng)時，其實際流量將出現(xiàn)增大，將導(dǎo)致原有工作速度出現(xiàn)變化，進(jìn)而對工作穩(wěn)定性造成不良影響，并導(dǎo)致工作精度出現(xiàn)大幅度降低。（3）將削薄相對運(yùn)動零件表面存在的潤滑油膜，導(dǎo)致機(jī)械磨損程度出現(xiàn)增加。

（二）導(dǎo)致液壓油實際氧化速度出現(xiàn)加快

當(dāng)挖掘機(jī)液壓油溫度在55℃以上時，通常情況下，液壓油每出現(xiàn)10℃的升溫，將縮短液壓油一半的實際使用壽命。同時，將導(dǎo)致液壓油實際氧化速度出現(xiàn)加快，將導(dǎo)致各類膠狀物質(zhì)，諸如瀝青等產(chǎn)生，進(jìn)而對液壓元件相應(yīng)的小孔造成阻塞，對挖掘機(jī)的正常使用造成不良影響。

（三）導(dǎo)致各類液壓元件出現(xiàn)熱變形

若液壓油出現(xiàn)升溫，將造成液壓系統(tǒng)相應(yīng)的各類元件出現(xiàn)受熱膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致各類液壓元件出現(xiàn)熱變形，對相對運(yùn)動零件固有的配合間隙造成破壞，并增加相對運(yùn)動零件間的摩擦阻力，甚至?xí)?dǎo)致液壓閥出現(xiàn)卡死。同時，液壓元件若出現(xiàn)熱膨脹，將削薄相對運(yùn)動元器件相應(yīng)的接觸面存在的潤滑油膜，導(dǎo)致接觸面相應(yīng)的機(jī)械磨損程度進(jìn)一步增加，進(jìn)而造成挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)內(nèi)部各類精密配合面出現(xiàn)磨損過度，引發(fā)各類精密配合面失效，甚至報廢。

（四）將導(dǎo)致部分元件出現(xiàn)加速老化

多數(shù)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)相應(yīng)的高壓軟管以及各類密封件均采用非金屬材質(zhì)的產(chǎn)品或者橡膠材質(zhì)的產(chǎn)品，若液壓油具有過高的實際溫度，將導(dǎo)致部分元件出現(xiàn)加速老化，對部分元件的實際使用壽命造成嚴(yán)重的不良影響。

二、挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計對液壓油高溫故障的影響

挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計缺陷將導(dǎo)致液壓油高溫故障，常見的液壓系統(tǒng)設(shè)計缺陷主要包括以下情況：

（一）缺乏合理的油箱設(shè)計

若挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)缺乏合理的油箱設(shè)計，極易導(dǎo)致液壓油實際溫度出現(xiàn)升高。液壓系統(tǒng)相應(yīng)的油箱主要負(fù)責(zé)對液壓油進(jìn)行儲存，并具有其他功能作用，諸如散熱、對水分進(jìn)行分離、對各類雜質(zhì)進(jìn)行沉淀等。油箱缺乏合理設(shè)計，通常有如下兩種情況：（1）油箱過小。若液壓系統(tǒng)油箱過小，則難以存儲較多的液壓油，將造成液壓系統(tǒng)缺乏充足流量，難以將液壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量有效帶走，進(jìn)而導(dǎo)致液壓油出現(xiàn)過高的升溫。（2）缺乏合理的油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計，其吸油管口與回油管口二者間距過小，且未在二者中間對隔板進(jìn)行設(shè)置，這將導(dǎo)致大量回油在尚未冷卻降溫的情況下，即對吸油管進(jìn)行直接進(jìn)入，將導(dǎo)致回路中存在的液壓油實際溫度過高，對正常溫度范圍超出。對此，要對液壓系統(tǒng)油箱的實際體積進(jìn)行適當(dāng)增加，并盡量對吸油管口與回油管口二者的間距進(jìn)行加大，同時，在二者中間對隔板進(jìn)行設(shè)置，增強(qiáng)液壓系統(tǒng)油箱設(shè)計的合理性，有效避免液壓油實際溫度出現(xiàn)過大升高。

（二）缺乏合理的散熱系統(tǒng)設(shè)計

挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)缺乏合理的散熱設(shè)計，極易導(dǎo)致液壓油高溫故障。液壓系統(tǒng)缺乏合理的散熱系統(tǒng)設(shè)計，主要體現(xiàn)在如下兩個方面：（1）冷卻回路呈現(xiàn)出過小的實際流量。冷卻回路相應(yīng)的循環(huán)流量應(yīng)與液壓系統(tǒng)散熱量要求保持良好的匹配。若冷卻回路實際流量過小，將導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)的實際換熱能力出現(xiàn)大幅度降低，將逐步升高液壓系統(tǒng)的實際油溫。液壓泵自身的動力特性以及冷卻回路自身的阻力特性二者共同確定了冷卻回路相應(yīng)的循環(huán)流量。因此，若冷卻回路呈現(xiàn)出過小的實際流量，可對冷卻回路自身的阻力特性，諸如閥門開度以及管徑等進(jìn)行合理調(diào)整，或者更換具有更大輸送能力的液壓泵，實現(xiàn)冷卻回路實際循環(huán)流量的大幅度提高。（2）空冷器實際散熱能力與系統(tǒng)產(chǎn)熱缺乏良好的匹配。主要體現(xiàn)在如下兩方面，一是空冷器具有過小的散熱面積，二是其空氣側(cè)缺乏充足的對流換熱能力?？绽淦骶哂羞^小的散熱面積，通常是因為空冷器缺乏合理的熱工設(shè)計參數(shù)，或者未能實現(xiàn)正確的設(shè)計計算。對此，可重新進(jìn)行熱工計算，增強(qiáng)熱工計算的準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上，對散熱面積較大的空冷器進(jìn)行更換，促進(jìn)空冷器實際散熱能力的有效增強(qiáng)。若空冷器空氣側(cè)缺乏充足的對流換熱能力，說明其空氣側(cè)缺乏充足的空氣流量。

三、結(jié)語

綜上所述，液壓油高溫故障將造成液壓油粘度出現(xiàn)降低、導(dǎo)致液壓油實際氧化速度出現(xiàn)加快、導(dǎo)致各類液壓元件出現(xiàn)熱變形、將導(dǎo)致部分元件出現(xiàn)加速老化，最終嚴(yán)重影響挖掘機(jī)的正常使用。若挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)存在設(shè)計缺陷，諸如液壓系統(tǒng)缺乏合理的油箱設(shè)計或者缺乏合理的散熱系統(tǒng)設(shè)計，極易導(dǎo)致液壓油出現(xiàn)高溫故障，嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而影響挖掘機(jī)的正常使用。對此，要深入考察挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)存在設(shè)計缺陷的具體原因，并采取有效措施對液壓系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，有效保障液壓系統(tǒng)的正常使用功能，有效避免液壓油高溫故障。

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