工程機械液壓傳動系統(tǒng)故障分析及維護

李華南

工程機械液壓傳動系統(tǒng)故障分析及維護

李華南

（漳州市公路局華安分局，福建 華安 363800）

現(xiàn)代工程機械廣泛采用液壓、液力技術(shù)，對加強液壓系統(tǒng)維護保養(yǎng)提出了更高要求。歸納了液壓傳動系統(tǒng)常見故障及排除措施，總結(jié)了液壓傳動系統(tǒng)故障診斷方法，從故障成因出發(fā)，提出液壓系統(tǒng)維護與保養(yǎng)方法。

工程機械；液壓傳動系統(tǒng)；故障；分析；維護

現(xiàn)代工程機械廣泛采用液壓、液力技術(shù)，特別是大型設(shè)備采用機電液組合，成了現(xiàn)代工程機械自動化程度、精度的重要標志。及時排除液壓、液力系統(tǒng)故障對提高設(shè)備完好率、利用率和保證工程質(zhì)量有重大意義。本文從機護人員的工作實際出發(fā)，總結(jié)歸納液壓系統(tǒng)維護與保養(yǎng)方法。

1 液壓傳動系統(tǒng)組成

它由五部分組成，包含液壓泵為主的動力裝置、執(zhí)行元件（如液壓缸與液壓馬達）、控制元件（各類閥）、輔助元件（如蓄能器、過濾器、管路、管頭、油箱等）及介質(zhì)（如液壓油）等五部分。

2 液壓傳動系統(tǒng)故障診斷

液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，一般會有不正常的征兆，液壓系統(tǒng)故障的常見征兆為：

（1）發(fā)出不正常的響聲，例如溢流閥、液壓馬達、泵等部位發(fā)出不正常的聲音。

（2）出現(xiàn)執(zhí)行元件作業(yè)速度下降及無力現(xiàn)象。

（3）出現(xiàn)油箱液位下降及無力現(xiàn)象。

（4）液壓元件外部表面出現(xiàn)工作液滲漏現(xiàn)象。

（5）油溫過高。

（6）管路損傷、松動及振動。

（7）有焦糊氣味等。

3 液壓故障診斷的一般步驟

工程液壓系統(tǒng)診斷要從故障現(xiàn)象出發(fā)，逐步判斷出故障點。整個過程首先要用看、聽、摸、問四個手段來判斷故障大體方向，如果判斷失誤，我們的檢查工作將要多走彎路，因此開始時就應(yīng)非常仔細；其次，我們不要遺漏檢查對故障有重大影響的元件。而且在分析故障時一定要把機械、電控、液壓這三個方面聯(lián)系起來考慮。具體步驟可以分為：前期準備工作、分析與判斷、調(diào)試、拆卸與檢查、設(shè)法處理、重試、效果測評、故障原因分析與總結(jié)。只有這樣，才能準確、快速地排除液壓系統(tǒng)故障。具體步驟如下：

（1）檢查液壓設(shè)備運轉(zhuǎn)異常情況。主要表現(xiàn)為工程機械設(shè)備不能運動，或者運動方向錯誤，順序顛三倒四，速度忽大忽小、油液有泄漏現(xiàn)象、液力或大或小、爬行、溫度上升太快等。總的歸納起來有油液流量、壓力大小和運動方向問題。

（2）檢查液壓回路，并檢查每個元件。

（3）找到和機械故障相關(guān)的元件，建立元件列表，然后一一分析檢查。

（4）根據(jù)元件列表，憑借自己工作經(jīng)驗，按從易到難進行排序。在必要的情況下，列出重點應(yīng)檢查的元件及應(yīng)檢查元件的重點部位。

（5）對元件列表中的重要部分初步檢查。同時積極思考：一、元件的安裝與使用正確么？二、機械元件的測量儀器與檢測方式恰當么？三、元件的外部信號合適么？在這個過程中，要盡力捕捉元件故障的具體表征，抓住噪聲較大、溫度太高、液油泄漏和異常振動等現(xiàn)象。

（6）在以上方法還不能找到故障時，只好采用相關(guān)測量儀進行進一步檢測。

（7）找到造成機械故障的“元兇”——問題元件，償試一些維修辦法，如果不能修復則換上新元件。

（8）要重啟主機時，一定要仔細思考導致本次故障的主要原因及可能導致的后果。當產(chǎn)生的故障是因為污染或者油溫太高時，就要考慮到其他部件也可能會有問題，然后相應(yīng)采取一些預(yù)防辦法。

4 檢測工程機械液壓故障的辦法

4.1 工程機械液壓圖分析法

學會辨識、使用工程機械液壓技術(shù)圖是工程技術(shù)員從事液壓系統(tǒng)維修工作的基本要求，同時也是找出液壓系統(tǒng)故障的重要途徑。在分析工程機械液壓系統(tǒng)問題的過程中，一方面要讀懂該工程圖，另一方面要牢牢把所握工程機械產(chǎn)生動力部分與落實工程機械行動的元件，第三方面要把握控制元件和輸油管路等部分。

4.2 斷路診斷排查法

指人為地把液壓系統(tǒng)的一些油路斷開，用夾子或塞子堵住液壓油路的辦法，來查找液壓系統(tǒng)油路故障的方法，它是一種快速縮小故障范圍的有效方法。

4.3 石川圖分析法

又叫魚骨圖分析法或因果圖分析法。由于一些液壓故障常常是由許多因素共同作用造成的，這些因素按其相關(guān)性可以整理成層次分明、形狀如魚骨的圖形，它有助于分析各因素之間彼此影響的關(guān)系，是一種透過現(xiàn)象看本質(zhì)的分析方法。在編制這種圖形時，一定要分清什么是主因，什么是次因，同時可以參考他人的經(jīng)驗和有關(guān)材料。

4.4 鐵譜技術(shù)分析法

鐵譜技術(shù)是20世紀70年代發(fā)明的一種新的機械磨損測試方法，就是借助磁性把鐵質(zhì)磨粒從油樣中分離出來，然后進行定性及定量分析的方法。它能從液壓油中將微粒分離出來，并按照微粒的大小排列在基片上，既能讀出大小微粒的相對濃度，也能對微粒的物理性能作出進一步分析。液壓油鐵譜分析能提供磨損殘渣的數(shù)量、粒度、形態(tài)和成分四種參數(shù)，通過研究即可掌握有關(guān)的磨損情況。例如，通過該技術(shù)，我們對ZL50裝載機變矩器的液力油進行檢測，就能確定變矩器內(nèi)部的磨損程度，從而防止變矩器較大故障發(fā)生。

4.5 分區(qū)檢測和綜合檢測法

分區(qū)檢測法就是從當前故障表象或外部特征入手，通過適當分區(qū)后逐一檢測，從而找出導致故障的主要因素，然后有針對性地采取措施的辦法，它主要是通過各個擊破的辦法達到目的。綜合檢測法是根據(jù)多因素造成系統(tǒng)故障的特點，對整個系統(tǒng)進行多側(cè)面、多角度檢測的辦法。工程機械液壓故障往往不是單一因素造成的，因此我們要綜合考慮，采用全面檢測法進行分析，更快地找到問題產(chǎn)生的根源，然后快速解決問題。

除了以上基層分析方法外，也可以結(jié)合故障現(xiàn)象和故障原因來分析液壓故障，或利用設(shè)備的自診斷方法查找液壓故障。

5 液壓故障診斷方法

一般可以采用簡易診斷法和精密診斷法。

簡易診斷法又稱主觀診斷法。它是通過人的觸覺、味覺、視覺、聽覺和嗅覺等各種感覺，以及實際工作經(jīng)驗，用簡單的儀器診斷液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，以此判斷產(chǎn)生故障的部位和原因。例如診斷GJT112新型輪胎式推土機液壓系統(tǒng)故障，可以通過肉眼觀察執(zhí)行元件運行速度是否有異常、各測壓點的壓力值是否有波動、油量是否足夠、油液表面有無泡沫、有無漏油、活塞桿是否會跳動或振動等現(xiàn)象來加以直觀診斷；可以用耳朵辨別液壓泵運行時噪聲會不會太大、活塞運動時會不會撞到液壓缸的底部和蓋子、液壓泵及馬達運轉(zhuǎn)會不會發(fā)出敲擊聲等進行判斷；也可以通過用手觸摸液壓馬達外殼、閥體表面和油箱外壁, 如果摸了２秒鐘感到燙手，就可以判斷可能出現(xiàn)某一故障，要盡快查找原因。

精密診斷法，即客觀診斷法。它是以簡易診斷法為基礎(chǔ)，采用各種最先進的儀器設(shè)備或電子計算機系統(tǒng)等手段，對有疑問的異?，F(xiàn)象進行定量分析，逐步找出故障的部位，分析產(chǎn)生故障的原因。根據(jù)檢查技術(shù)手段、方式的不同，它可以分為儀器儀表檢查法、振動聲學析法、油液分析法、超聲檢測法、計算機診斷專家系統(tǒng)等。

由于精密診斷技術(shù)所需的各種儀器和設(shè)備精度高，造價高，要花費大量的人力物力，因此在機械設(shè)備液壓系統(tǒng)故障的實際診斷中，通常采用傳統(tǒng)簡易診斷手段，只有在必要時才采用精密診斷法，因而呈現(xiàn)出兩種方法并行的情況。

6 液壓故障診斷的工作內(nèi)容

6.1 判定故障的性質(zhì)與嚴重程度

根據(jù)工作現(xiàn)場運行情況來判斷是否是速度問題、壓力問題、動作問題或其他；把存在的問題按嚴重程度分成工作正常、微小故障、一般故障與嚴重故障。

6.2 查找失效元件及失效位置

根據(jù)機械故障癥狀及相關(guān)信息，找出產(chǎn)生故障的部位，然后進一步排除。

6.3 查找引起故障的初始原因

通過查找引起故障的初始因，比如液壓件可靠性低，或者液壓油污染，還有環(huán)境因素等，經(jīng)過多方思考從而明確最初導致故障的因素。

6.4 故障產(chǎn)生的機理分析

對產(chǎn)生故障的機理進行分析，尤其對易發(fā)生故障的油管系統(tǒng)進行深入分析與探討，以便進行修復，并盡量避免以后故障的發(fā)生。

6.5 預(yù)測故障發(fā)展趨向

察看系統(tǒng)磨損程度，結(jié)合其磨損速度，再加上人們長期實踐總結(jié)的有關(guān)元件使用壽命長短的知識，則可以預(yù)測液壓系統(tǒng)以后發(fā)生狀況的可能情況。

7 XGZL50型裝載機的液壓故障案例分析

XGZL50型裝載機是全液壓裝載機。其轉(zhuǎn)向、工作、無級變速裝置均采用液壓、液力裝置。

7.1 轉(zhuǎn)向沉重或不能轉(zhuǎn)向

XGZL50型裝載機的轉(zhuǎn)向裝置由單獨齒輪泵、轉(zhuǎn)向器、液壓油缸、油管、控制閥等組成。

故障分析：1）油泵出油壓力不足，油液量不足、油泵磨損導致內(nèi)漏。2）過濾器堵塞。3）流量控制閥失控，流量過小。4）轉(zhuǎn)向器磨損或單向閥堵塞、失效。5）轉(zhuǎn)向油缸漏油嚴重。

排除方法：

1）檢查系統(tǒng)有無外漏油現(xiàn)象。漏油將降低系統(tǒng)壓力，導致轉(zhuǎn)向沉重，嚴重時不能轉(zhuǎn)向。解決關(guān)鍵是處理外漏。2）檢查系統(tǒng)有無堵塞現(xiàn)象。系統(tǒng)油路堵塞導致壓力不夠，也會產(chǎn)生該現(xiàn)象，處理辦法是清洗系統(tǒng)元件。3）轉(zhuǎn)向油缸內(nèi)漏或控制閥磨損。更換缸內(nèi)油封或更換控制閥，并調(diào)整壓力達到規(guī)定值。4）油泵磨損或損壞。油泵使用10 000小時后，要拆檢。磨損達到一定程度，要考慮更換油泵。

7.2 工作裝置行動無力或緩慢

XGZL50型裝載機工作裝置主要由CBE齒輪泵、工作油缸、安全閥、流量轉(zhuǎn)換閥、

多路換向閥、主液壓泵、總安全閥、管路等組成。

故障分析：1）油泵磨損導致內(nèi)漏，工作壓力不夠。2）工作油缸內(nèi)漏，導致無力。3）流量轉(zhuǎn)換閥、多路換向閥、安全閥磨損嚴重，間隙大。4）濾油器、油路有堵塞現(xiàn)象。

排除方法：

1）檢查油液量，油量不足就加油；氧化嚴重則更換液壓油。2）清洗轉(zhuǎn)換閥、換向閥、濾油器，并檢查轉(zhuǎn)換閥、換向閥的間隙，間隙不能大于0.04mm，調(diào)整安全閥。3）上述檢查無效，則要檢查齒輪泵是否內(nèi)漏，如果油泵使用已磨損須更換。4）然后，檢查工作油缸，舉升無力檢查動臂油缸，收斗無力檢查鏟斗油缸。

7.3 行駛無力

該機采用無級變速裝置，主要由變矩器、操作閥、液流閥等元件組成。

故障分析：

1）液力油不足，油質(zhì)過分氧化。2）變矩器磨損嚴重。

排除方法：

1）檢查變矩器的液力油，油量過少將產(chǎn)生溫升、異響、無力。油質(zhì)使用氧化后要及時更換，一般2400小時更換一次。2）取液力油分析，當發(fā)現(xiàn)液力油變蝕，且有鋁質(zhì)粉末，說明變矩器已經(jīng)損壞，此時要拆檢變矩器，更換配件。

8 液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)

液壓系統(tǒng)是工程機械中最重要的組成部分，只有液壓系統(tǒng)正常工作，工程機械才能很好地發(fā)揮功效，因此液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)非常重要。那么，如何才能維護好、保養(yǎng)好液壓系統(tǒng)呢？

8.1 正確選用液壓油

根據(jù)使用說明書和當?shù)貧夂驐l件選用合適的液壓油，是保障液壓系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的前題。液壓油有特別的物理性能和化學性能，因此使用液壓油要非常注意：

（1）加油時一定要保持加油口及相關(guān)工具干凈，并用120mm濾網(wǎng)過濾，確保液壓油干凈注入。如果混入雜質(zhì)會加劇油泵、馬達等元件的磨損或堵塞。

（2）添加時一定要使用相同品種的液壓油，因為各種液壓油化學性能不同，參雜在一起將改變其化學性能，影響液壓油品質(zhì)。

（3）注意避免滲入水份。滲入水份將改變液壓油的壓縮性和潤滑性。

（4）定期檢查油質(zhì)，液壓油在使用一定時間后，會有氧化、水份超標、雜質(zhì)過多等現(xiàn)象。后兩者可通過加熱和過濾處理，否則考慮更換液壓油。

（5）在拆卸工程液壓系統(tǒng)各個部件（如油道等）時，一定要避開揚塵環(huán)境，拆卸的部位一定要先進行徹底清潔；拆卸完后，各油道接頭處要強化保護，避免污染液壓油。

8.2 液壓系統(tǒng)使用注意事項及維護保養(yǎng)

由于油泵和馬達等都屬于高精密度的配件，強化液壓系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)，可延長系統(tǒng)和元件的使用壽命，同時對保證設(shè)備的安全運行有著極為重要的意義。

（1）啟動前觀察油箱油面高度，不足則加注相同品質(zhì)的液壓油。

（2）啟動3～5分鐘，待油溫40℃以上再進行操作。

（3）工作時觀察液壓油的溫度和壓力是否有變化，是否有漏油現(xiàn)象，是否有異常響聲。

（4）加強日常維護，及時清理濾網(wǎng)。

（5）實行定期保養(yǎng)，包括液壓系統(tǒng)的清洗。

9 結(jié)束語

總而言之，我們要規(guī)范液壓設(shè)備的操作和維護，當液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，不要盲目處理，一定要根據(jù)不同情況選擇恰當?shù)奶幚矸椒āＶ灰覀冋_地維護好液壓系統(tǒng)，液壓設(shè)備將為施工提供更可靠的保障，我們也將獲得更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1] 孫永利.工程機械液壓系統(tǒng)的故障分析與保養(yǎng)對策[J].黑龍江交通科技，2009（9）：136-138.

[2] 梁棟,張勁.液壓故障診斷技術(shù)及應(yīng)用實例[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2010（2）：47-51．

The Analysis and Maintenance of Hydraulic Transmission System of Engineering Machinery

LI Hua-nan

(Hua’an Sub-Bureau of Zhangzhou Highway Bureau, Hua’an,363800,China)

The extensive use of hydraulic pressure technology in modern engineering machinery raises higher requirement on the maintenance of hydraulic transmission system. This paper summarizes the common malfunctions and the methods to diagnose the malfunctions of hydraulic transmission system. Based on the causes of malfunctions, this paper makes recommendations on the maintenance measures of the hydraulic transmission system.

Engineering Machinery;Hydraulic Transmission System;malfunction;analysis;maintenance

2013－03－05

李華南（1964－），男，福建華安人，工程師，主要從事筑路工程機械管理與維護工作。

U455.3

A

1673-1417（2013）02-0015-05