挖掘機液壓系統(tǒng)發(fā)熱故障分析

趙德奇

摘 要：挖掘機正常工作時其液壓系統(tǒng)油溫一般不超過50 ℃， 當(dāng)溫度超過80 ℃時，則屬于液壓系統(tǒng)發(fā)熱。其液壓系統(tǒng)過熱時容易引起控制響應(yīng)不靈敏、功率輸出不平穩(wěn)、輸出功率不足和工作壓力下降等現(xiàn)象。本篇文章針對挖掘機液壓系統(tǒng)發(fā)熱原因及其發(fā)熱對系統(tǒng)造成的影響以及預(yù)防措施進行分析。

關(guān)鍵詞：挖掘機；液壓系統(tǒng)；發(fā)熱

中圖分類號：TU621文獻標(biāo)識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.09.026

挖掘機正常工作時，造成液壓系統(tǒng)過熱主要有以下幾點因素。首先是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理及零部件加工精度不達標(biāo)、裝配不當(dāng)?shù)取＠缌悴考浜闲再|(zhì)改變，本應(yīng)間隙配合而實際工作過程中變成了過渡配合甚至是過盈配合；選取的液壓油管路過細(xì)；彎角小于90°；油箱容積過小及油箱散熱能力不足等。如果液壓元件質(zhì)量不好或系統(tǒng)操作不當(dāng)也會造成系統(tǒng)發(fā)熱。

挖掘機工作過程中如果系統(tǒng)溫度過高首先直接影響到的就是液壓油的黏性。因為液壓油具有黏溫特性，溫度升高后液壓油的黏性會降低，容易引起系統(tǒng)泄漏，進而降低挖掘機工作效率且對環(huán)境造成污染。因為液壓系統(tǒng)中液壓油同時還會起到潤滑的作用，油液黏度降低時其在摩擦表面形成的保護薄膜隨之變薄，加劇相對運動表面的磨損，進而縮短元件使用壽命。液壓油溫度過高時會出現(xiàn)氧化變質(zhì)現(xiàn)象，析出瀝青質(zhì)，堵塞阻尼孔及一些精密閥體，導(dǎo)致系統(tǒng)元件卡死。液壓油溫度過高時，油液中的空氣分離壓降低，油液內(nèi)溶解的空氣會從油液內(nèi)逸出造成氣穴現(xiàn)象，而氣穴現(xiàn)象是每一個液壓系統(tǒng)都需避免的危害。當(dāng)液壓系統(tǒng)工作溫度過高時容易出現(xiàn)機械零件的變形。由于設(shè)備材質(zhì)不同，熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度過高時相對運動部件容易因熱膨脹而卡死，進而降低挖掘機運動精度，嚴(yán)重者出現(xiàn)動作失靈、安全生產(chǎn)事故等。系統(tǒng)的密封件高溫下容易變質(zhì)，密封性能降低甚至失效，其引起的內(nèi)泄漏會降低挖掘機功率，外泄漏對環(huán)境造成污染。

避免挖掘機液壓系統(tǒng)溫度過高應(yīng)主要從以下幾個方面著手：

1. 提高系統(tǒng)設(shè)計及制造、裝配精度，降低相對運動表面的摩擦，減少因摩擦而提升的熱量。

2. 作業(yè)環(huán)境溫度過高時，應(yīng)盡量減少連續(xù)工作時間，改善散熱環(huán)境。

3. 液壓系統(tǒng)的油箱本身起到散熱的作用，油箱內(nèi)應(yīng)有散熱隔板，防止經(jīng)過一個工作循環(huán)后的油液馬上又再次進入系統(tǒng)。經(jīng)常觀察油箱內(nèi)液面高度，使之保持在正常高度范圍內(nèi)?？蓪⑼诰驒C小臂與地面保持垂直，鏟斗背面著地，通過油箱液位觀察管確定油液量。冷卻時液位應(yīng)處于下線和中線之間，熱油時液位不應(yīng)高于上線。當(dāng)?shù)陀谝何幌戮€時應(yīng)補充液壓油。

4. 冷卻器是挖掘機中重要的散熱裝置，作業(yè)一段時間后，冷卻器如果被雜質(zhì)堵塞會造成過流量降低，減少散熱量。冷卻器的通風(fēng)效果不良會造成散熱效果降低。同時冷卻器風(fēng)扇皮帶過松、散熱管路堵塞等都會降低冷卻器散熱效果。挖掘機使用過程中應(yīng)定期檢查冷卻器，保證散熱通道無堵塞、風(fēng)扇皮帶張緊度良好并對冷卻器進行清洗，以保證散熱效果。

5. 液壓油牌號的選取會直接影響到液壓系統(tǒng)的工作狀況。油液黏度過高時，系統(tǒng)需要克服液體分子間年黏性力的功率就越大，且所轉(zhuǎn)換的熱能會引起溫升。油液黏度過低，容易引起系統(tǒng)泄漏。對于一些劣質(zhì)的液壓油，其黏溫特性較差，容易乳化及引起氣蝕、氣穴。選取液壓油應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)工況、工作環(huán)境來確定所需液壓油的黏度，合理選擇液壓油。在允許的情況下盡量選取低粘度液壓油以減少摩擦產(chǎn)生的熱量。

6. 維修保養(yǎng)挖掘機時應(yīng)注意零部件間的裝配精度，注意配合件間的配合間隙，盡量保證裝配后有相對運動的表面間有油液存在，所選取的密封件摩擦系數(shù)要小，降低因機械摩擦而產(chǎn)生的熱量。

7. 避免挖掘機長時間超負(fù)荷作業(yè)，挖掘機的操作不當(dāng)及長時間行走。

8. 控制液壓油污染。油液中的雜質(zhì)會加劇摩擦表面的磨損進而引起溫升。油液溫度過高易造成液壓油變質(zhì)，引起安全閥密封不嚴(yán)，造成溢流損失。如果發(fā)現(xiàn)液壓油黏度下降，油液失效，應(yīng)及時更換。結(jié)合作業(yè)環(huán)境、所用油品的換油周期定期更換液壓油。換油的同時更換濾芯。換油之前應(yīng)對所選油質(zhì)進行檢測，更換過程中應(yīng)防止油液污染。換油時，油液加至標(biāo)線后應(yīng)啟動液壓泵，使油液充分潤滑至系統(tǒng)。

9. 挖掘機系統(tǒng)的工作壓力應(yīng)調(diào)整在規(guī)定范圍內(nèi)，超出允許壓力范圍會導(dǎo)致系統(tǒng)油溫升高。液壓系統(tǒng)工作壓力取決于外負(fù)載，當(dāng)壓力較高時系統(tǒng)內(nèi)泄漏增加，油溫升高。壓力調(diào)節(jié)過低時，起卸荷作用的溢流閥開啟壓力設(shè)定值低，造成閥體頻繁開啟，系統(tǒng)容易因頻繁溢流而發(fā)熱。因此液壓系統(tǒng)應(yīng)合理設(shè)置各閥體工作壓力，如溢流閥、順序閥、減壓閥等。

10. 液壓元件使用過程中有磨損的情況，當(dāng)磨損加劇時系統(tǒng)泄漏增加，亦引起油溫升高，進而系統(tǒng)發(fā)熱。液壓系統(tǒng)泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏，主要引起溫升的是系統(tǒng)的內(nèi)泄漏。如液壓泵、液壓缸、液壓馬達和一些閥體等的內(nèi)泄漏。隨著液壓油的泄漏，系統(tǒng)壓力下降，溫度隨之升高。泄漏嚴(yán)重時，泵體輸出壓力不足，輸出功率不夠。對易磨損液壓元件應(yīng)定期檢查更換，減少系統(tǒng)泄漏。

11. 對于一些作業(yè)環(huán)境極端，發(fā)熱現(xiàn)象嚴(yán)重的液壓系統(tǒng)，可加裝強制冷卻裝置。如風(fēng)冷裝置、水冷裝置和加裝油冷卻機。