履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)的維護周期研究

孫 敏

(吉林交通職業(yè)技術學院，吉林 長春130012)

1 履帶式挖掘機的液壓系統(tǒng)分析

履帶式挖掘機是工程建設中不可或缺的重要機械設備之一，大部分工程的基礎建設都需要用到該設備，尤其是在工程機械化水平不斷提高的今天，該設備在工程施工建設中的作用越來越大。 履帶式挖掘機歸屬于全液壓機械設備的范疇， 其較為典型的特點是行走速度緩慢、能夠適應多種復雜的施工作業(yè)環(huán)境、液壓系統(tǒng)預防性維護難度較大等等。

1.1 液壓系統(tǒng)的構成

履帶式挖掘機的液壓系統(tǒng)實質上就是各種液壓元件和管路的有機組合體，該系統(tǒng)的功能主要是以液壓油為介質，借助液壓泵將機械能轉換為液壓能進行傳遞，再通過各種液壓執(zhí)行元件將液壓能轉換為機械能，從而完成挖掘機的各種動作。 無論是國產(chǎn)還是進口的履帶式挖掘機的液壓系統(tǒng)基本上都是由以下三個獨立的油路組成∶即主油路、控制油路以及泄油路。 根據(jù)所實現(xiàn)的功能不同又可將主油路分為如下三個部分，即工作機構系統(tǒng)回路、行走系統(tǒng)回路、回轉系統(tǒng)回路。

1.2 液壓系統(tǒng)的類型

大體上可將履帶式挖掘機的液壓系統(tǒng)分為以下幾種類型∶

1）根據(jù)液壓泵本身特性的不同，可將系統(tǒng)分為定量和變量兩種類型；

2）根據(jù)液壓油循環(huán)方式又可將系統(tǒng)分為開式和閉式兩種類型；

3）根據(jù)向各個執(zhí)行元件的供油方式可將系統(tǒng)分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種類型；

4）根據(jù)液壓系統(tǒng)當中液壓泵的數(shù)量又可分為單泵、雙泵和多泵三種類型。

2 履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)的維護周期研究

對履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)的維護具體可分為兩個部分∶一部分是維護；另一部則是維修，所以對其維護周期的研究也應當從這兩方面著手。

2.1 維護周期

2.1.1 液壓系統(tǒng)維護周期分析

從技術性能的層面確定液壓系統(tǒng)維護周期，能夠使系統(tǒng)本身始終處于最佳的工況， 這對于延長系統(tǒng)以及挖掘機的使用壽命非常有利。但是因為這種確定方法僅僅從液壓系統(tǒng)本身為出發(fā)點，并未充分考慮設備使用的經(jīng)濟性， 這就導致了由此確定出來的維護周期相對較短，無法使設備的最大效能得以充分發(fā)揮， 從而降低了設備的使用效率，也間接影響了經(jīng)濟效益； 如果從生產(chǎn)效率的層面來確定維護周期，那么為了提高生產(chǎn)效率則可以適當對維護周期進行延長，雖然從理論的角度上講，這種方法是可行的，但是由于挖掘機在實際工作中難免會出現(xiàn)各種故障，這樣便會使生產(chǎn)效率受到影響，并且故障的發(fā)生具有不確定性，故此以生產(chǎn)效率為依據(jù)確定液壓系統(tǒng)的維護周期很難保證結果的準確性。 除此之外，液壓系統(tǒng)維護周期的長短還與其技術狀態(tài)有著非常密切的關聯(lián)，具體而言，挖掘機液壓系統(tǒng)的技術狀態(tài)越好，維護周期便可以隨之相應延長，若是技術狀態(tài)不佳時，維護周期則需要隨之適當縮短。 通過大量的試驗分析得出了這樣一個結論∶挖掘機的額定工作時間越長，生產(chǎn)率系數(shù)越小，液壓系統(tǒng)的維護周期就越長。這是因為在實際生產(chǎn)中，挖掘機能夠長時間工作，表明其技術性能良好，所以可延長維護周期。 但必須注意的是，如果在密度和工作量較大的前提下，則不可采用這種方法確定液壓系統(tǒng)的維護周期，因為高強度的生產(chǎn)作業(yè)會使設備出現(xiàn)疲勞損壞的情況， 此時的維護周期則應縮短。

2.1.2 液壓系統(tǒng)最佳維護周期的確定

通過上述分析可知，最為合理的系統(tǒng)技術維護周期，應使隨著機械使用時間的增長而隨之不斷減小的函數(shù)， 并非是一個固定的數(shù)字。為此，我們可以根據(jù)平均遞減的方法來對液壓系統(tǒng)的最佳維護周期進行確定，其表達式如下∶

在上式中，T生opt代表的是根據(jù)液壓系統(tǒng)實際生產(chǎn)效率計算出來的最佳維護周期；i 則表示第i 次的系統(tǒng)技術維護；T可靠opt代表的是按照系統(tǒng)本身可靠度計算得出的最佳維護周期；n 表示一個維修周期之內的計劃維護次數(shù)。 在實際應用中，將所有的結果代入到式（1）當中，便可以準確計算出履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)的最佳維護周期。

2.2 維修周期

2.2.1 小修時間

在對挖掘機液壓系統(tǒng)進行維修的過程中， 故障診斷是關鍵性環(huán)節(jié)，診斷時采用的主要儀器設備為壓力表，這種診斷一般都是在故障部位已知的條件下進行，壓力表的作用則是對故障診斷的準確性進行驗證。為此，除了油管破裂等較為明顯的故障之外，其余大部分故障的原因都無法直接獲得，這就導致了往往需要花費幾天甚至幾十天來查明故障原因。 但在不斷的維修中人們總結出了一個規(guī)律，即挖掘機的液壓系統(tǒng)首次出現(xiàn)某種類型的故障時診斷難度大，耗時較長，但同類型的故障再次出現(xiàn)時則只需很短時間便能查明原因，由此可將液壓系統(tǒng)的小修時間確定為8h。

2.2.2 大修時間

通過對挖掘機生產(chǎn)廠家提供的相關資料進行研究分析后發(fā)現(xiàn)，大部分挖掘機液壓系統(tǒng)的大修工時為350h 左右， 按照液壓系統(tǒng)的特點以及挖掘機大修工藝流程所耗費的時間，取0.8 作為折減系數(shù)，液壓系統(tǒng)平均大修的時間為280 工時，根據(jù)下式便可計算出液壓系統(tǒng)的最佳維修周期∶

經(jīng)過取整之后，履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)的首次大修周期可確定為9210h，按照相應的遞減，第二次大修周期為6620h，第三次大修周期為5060h。

3 結論

綜上所述，由于大部分工程項目的時間都比較緊張，若是對履帶式挖掘機的液壓系統(tǒng)進行經(jīng)常性的維護和維修， 勢必會影響施工進度， 故此合理確定履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)的維護周期顯得尤為重要。這不但能夠提高機械設備的使用壽命和工作效率，而且還能創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。

［1］沈戈.工程機械液壓系統(tǒng)動態(tài)可靠性建模理論及其仿真研究[D].東南大學，2012.

［2］何麗妍.中型液壓挖掘機工作裝置機液聯(lián)合仿真分析及閥體優(yōu)化研究[D].吉林大學，2013.

［3］王永和.譚眾業(yè).進口液壓挖掘機液壓系統(tǒng)使用應注意的問題[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2009（10）.