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挖掘機液壓系統(tǒng)故障診斷與排除
作者:奧賽得 發(fā)表時間:2018-11-21 11:24:07

一、大臂舉升緩慢或無力
1、 現(xiàn)像
挖掘機工作時,大臂舉升緩慢。
2、 原因分析
挖掘機大臂舉升,是靠油泵輸出的壓力油順 管道經(jīng)閥進入大臂油缸的后腔,油缸內(nèi)的活塞在工作油液壓力的作用下移動,通過活塞桿將大臂舉起。由此看來,大臂舉升的速度與進入油缸油液的壓力和流量有 關(guān)。根據(jù)輸入油缸的功率等于油缸輸出的功率這一道理,再根據(jù)輸入液壓油缸的功率P等于液壓油缸的工作壓力與進入液壓油缸流量的乘積,那么,大臂舉升緩慢多 半是因輸入液壓油缸的功率減少,也就是輸入油缸的功率減少所致。引起輸入油缸的功率減小的原因有:
(1)油泵的影響 根據(jù)油缸內(nèi)的活塞移動速度與進入油缸油液的工作流量成正比關(guān)系,如果液壓油泵輸出的流量減少,必然會使大臂油缸舉升緩慢。進而分析,油泵的實際流量等于油 泵的理論流量與總效率的乘積(油泵容積效率與機械效率之和)如果油泵的總效率減小,則油泵實際流量也必然在減小。使油泵總效率減小的主要原因是:油泵泄漏 量增大和機械摩擦損失增大。
(2)油缸的影響 液壓油缸活塞密封圈損壞、油缸拉傷、油缸蓋密封圈損壞而引起油液竄腔或漏油,使油缸內(nèi)的容積效率減小,即油缸本身效率減小,故輸出的功率減小,其表現(xiàn)為動臂舉升速度緩慢。
(3)油路泄漏的影響 油泵的吸程段(油泵至油箱)管路密封不良而吸入空氣,影響泵油效率;油泵至油缸的壓程段向系統(tǒng)外漏油或通過操縱閥漏回油箱,均會使進入油缸的油液流量減小,壓力降低,導(dǎo)致動臂舉升緩慢。
(4)油路堵塞的影響 液壓系統(tǒng)的工作油液一般會有機械雜質(zhì),這些雜質(zhì)在油路中的流油載面小的部位堵塞,使進入油缸油液流量減小,同時還會引起壓力降低。因此,致使油缸輸出功率減小而使大臂舉升緩慢。
吸油口處的濾網(wǎng)堵塞,會使油泵吸油段真空度增大,當達到分離油中的空氣壓力時,則使溶于油液中的空氣被分離出來,被油泵吸入而影響油泵的輸出功率。根據(jù)油缸的輸出功率等于油泵輸入油缸功率,所以因油缸的功率減小而大臂舉升緩慢。
回油路部分的濾油網(wǎng)或散熱器堵塞,會使油缸的背壓增大,導(dǎo)致油缸活塞兩側(cè)壓力差小。根據(jù)油缸的活塞移動速度與活塞兩側(cè)的壓力存在著正比關(guān)系,當活塞兩側(cè)的壓力差減小時,大臂舉升緩慢。
(5)閥的影響 安全閥(過載閥或溢流閥)調(diào)定壓力過低或閥門關(guān)閉不嚴,均會造成系統(tǒng)內(nèi)工作油液壓力下降,根據(jù)巴斯克壓力處處相等的定理,所以油缸內(nèi)的壓力也降低,故油缸因壓力低而舉升速度緩慢。
單向閥因機械雜質(zhì)使閥門與閥座關(guān)閉不嚴,或閥門與閥座密封不良而關(guān)閉不嚴,其結(jié)果與上述情況相同。
換向閥的閥芯與配合副的間隙過大,造成工作時會有部分壓力油流回油箱,其結(jié)果也與上述情況相同。
(6)油泵的進出油管接頭接反,油缸不動作。
3、診斷與排除
如果液壓工作裝置動作均緩慢,表明大臂油缸舉升緩慢的故障在主供油或總回油部分。若其他工作裝置工作速度正常,唯有大臂油缸舉升緩慢,則表明舉升無力的故障在大臂支路。
(1)外觀檢查主油路外泄漏 如果主油路有漏出系統(tǒng)外的油跡,表明是大臂舉升無力的故障所在,應(yīng)順油跡查明漏油的原因,并予以排除。
(2)檢查油箱內(nèi)的油液體 若油液嚴重不足或氣泡過多,便是由于主油路壓力不足引起的大臂舉升緩慢,應(yīng)加注油液,使之液面滿足高度要求。若是氣泡過多,可能是回轉(zhuǎn)接頭處油路與氣路相通,應(yīng)更換回轉(zhuǎn)接頭密封圈。若油液氧化變質(zhì)呈黑褐色,并發(fā)出有臭味,說明油液變質(zhì),應(yīng)更換。
(3)檢查油溫 若系統(tǒng)的油溫超過80℃,表明是引起大臂舉升緩慢原因所在,應(yīng)予以冷卻。若冷卻后故障消失,證明散熱器散熱不良或大負荷連續(xù)工作時間過長。
別外,若油溫低時工作正常,油溫高時大臂舉升速度緩慢,表明油質(zhì)變壞或系統(tǒng)液壓元件磨損,使系統(tǒng)效率降低之故。前者多發(fā)生在使用期。后者多發(fā)生在耗損期。
(4)檢查主安全閥 若將安全閥的調(diào)整螺柱旋入(每旋入一圈壓力變化2.352MPa)壓力上升至規(guī)定值,且大臂舉升速度正常,便是主安全調(diào)整不當所致。
若調(diào)整無效,表明是主安全閥的閥芯卡滯在開啟位置或關(guān)閉不嚴所致,應(yīng)拆下進而檢查并予以排除。若調(diào)壓彈簧折斷時,應(yīng)予以更換。
(5)在調(diào)整主安全閥時,調(diào)壓螺柱每旋入一圈但壓力不增加(23.52MPa),表明油泵有故障。若大臂舉升緩慢故障發(fā)生在早期(走合期),證明吸油道有漏氣;若發(fā)生在耗損期,證明油泵磨損嚴重而泵油效率低所致,應(yīng)予以修理或更換。
(6)檢查油缸 若油缸舉升后操縱閥處于中位時,大臂有明顯的自動下降,有可能是油缸密封不良,油缸安全閥關(guān)閉不嚴,油管漏油操縱閥漏油,應(yīng)進而查明原因并對癥排除。
若 油缸舉升緩慢發(fā)生在早期,多數(shù)是裝配油缸時密封件損壞的可能性很大;也有可能在裝配時未清除制造時的機械雜質(zhì)(金屬屑、砂粒等)將安全閥閥芯或單向閥卡在 開啟位置影響閥芯的關(guān)閉;管道接頭連接松動密封圈損壞而漏油。以上原因都能引起液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力下降,致使大臂舉升緩慢,應(yīng)進而查明原因并予以排除。
若大臂油缸的安全閥調(diào)定壓力低于規(guī)定值時,應(yīng)予以調(diào)整。其方法是:將螺塞擰出,在彈簧增加墊為升為壓(墊片厚每增厚1mm,可增加壓力2.45MPa)。
鏟斗油缸故障現(xiàn)象,原因分析、診斷與排除方法與大臂油缸基本相同。當上述油缸遇有類同故障時,可參看大臂油缸的故障分析與診斷排除。
二、液壓馬達回轉(zhuǎn)無力
液壓馬達是執(zhí)行機構(gòu),設(shè)在液壓傳動的末端,是把液壓能轉(zhuǎn)換為機械能,使平臺回轉(zhuǎn)。此馬達采用軸向柱塞點接觸中轉(zhuǎn)速的液壓馬達。
1、 現(xiàn)象
工作時平臺轉(zhuǎn)動速度低于6r/min
2、 原因分析
液 壓馬達與軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)與工作原理基本相同。軸向柱塞泵是通過吸油和壓油產(chǎn)生動力,即把機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能。而液壓馬達進入的是高壓力油,排出去的 是低壓力油,即將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能。由此看來液壓馬達實質(zhì)上相當于多個單缸柱塞油缸的組合,即把多個單向油缸周向均布,柱塞的外端頂在斜盤。當油泵 向油缸提供壓力油時,柱塞在壓力油的作用下伸出,并在斜盤上下滑,于是產(chǎn)生了一個轉(zhuǎn)矩,油泵連續(xù)不斷地向液壓馬達提供壓力油,液壓馬達就連續(xù)不斷的轉(zhuǎn)動, 并通過齒輪傳動箱使最終驅(qū)動齒輪與車架固定的內(nèi)齒圈嚙合而帶動平臺旋轉(zhuǎn)。
由上可知,液壓馬達的構(gòu)造與工作原理與前述液壓油缸的工作原理基本相同,如果液壓馬達出現(xiàn)轉(zhuǎn)動速度緩慢的故障時,其分析、診斷與排除的方法與工作裝置的液壓油缸和軸向柱塞泵相類似,故在此不再贅述。分析、診斷與排除液壓馬達故障時請參看前述內(nèi)容。
三、液壓馬達“爬行”
1、現(xiàn)象
平臺轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)忽停忽動,即轉(zhuǎn)動不連續(xù)。速度緩慢,力量不足等現(xiàn)象。
2、原因分析
液壓馬達是一個能量轉(zhuǎn)換裝置,即輸入液體壓力能轉(zhuǎn)換機械能輸出,若不考慮壓馬達本身效率時,應(yīng)該是能量的輸入等于輸出。由此看來,液壓馬達轉(zhuǎn)動無力必然是輸入液壓馬達的能量減少,當能量難以克服平臺轉(zhuǎn)動阻力時,就出現(xiàn)了停轉(zhuǎn)。
根 據(jù)液壓傳動原理可知,液壓馬達這是靠液體壓力來轉(zhuǎn)動的。液壓馬達在操縱閥接通壓力油路的情況下停轉(zhuǎn),必然是因輸入液壓馬達柱塞油缸的油液工作壓力不足以克 服平臺運轉(zhuǎn)阻力而停轉(zhuǎn)。待積蓄的能量足夠克服阻力時,液壓馬達使克服阻力而沖跳轉(zhuǎn)動,系統(tǒng)內(nèi)的油液壓力又陡降,馬達又停頓,這樣反復(fù)下去形成平臺“爬 行”,或者是阻止液壓馬達轉(zhuǎn)動的阻力過大導(dǎo)致“爬行”。至于能引起輸入液壓油液的流量減少和工作壓力減少,請參看大臂油缸舉升緩慢的原因分析與診斷。
總之,液壓馬達“爬行”使系統(tǒng)內(nèi)油液壓力不穩(wěn)定,油液壓力不穩(wěn)定多數(shù)是因系統(tǒng)內(nèi)有空氣所致,系統(tǒng)內(nèi)進入空氣的原因與第一部分相同。
液壓馬達轉(zhuǎn)動阻力過大的原因?qū)е埋R達的本身機械效率低。如柱塞與配合磨擦副阻力過大,斜盤與柱塞磨擦阻力過大、軸承不良引起磨擦阻力過大,或者是傳動箱機械傳動效率低。或者是平臺的轉(zhuǎn)盤機械擦阻力過大所致。
3、診斷與排除
如果液壓工作裝置的油缸也有“爬行”的現(xiàn)象,其故障在液壓系統(tǒng)的總油路部分,應(yīng)按第一部分大臂油缸舉升緩慢所述的診斷方法進行診斷,重點檢查氣穴,查明原因后并對癥排除。
如果工作裝置的大臂液壓油缸工作正常,液壓馬達出現(xiàn)“爬行”的故障應(yīng)在液壓馬達和傳動的末端,即機械傳動箱和平臺轉(zhuǎn)盤部分。
(1)對液壓馬達安全閥的檢查 試調(diào)液壓馬達操縱閥下部的安全閥。將安全閥螺帽擰下,用內(nèi)六方扳手旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺塞,每轉(zhuǎn)動一圈改變壓力2.345MPa。因此壓力表測試應(yīng)為9.8MPa。若低于9.8MPa,說明“爬行”故障多是由液壓馬達的設(shè)定壓力過低所致。
(2)檢查液壓馬達和機械傳動部分 如果測試液壓馬達安全閥調(diào)定壓力為9.8MPs,說明“爬行”是液壓馬達至回轉(zhuǎn)平臺部分機械磨擦阻力過大。
用手摸液壓馬達外殼,若有燙手感覺,說明液壓馬達磨擦力過大,證明它是引起“爬行”的故障原因,應(yīng)予以排除。
如果液壓馬達溫度正常,可再用手模傳動箱和轉(zhuǎn)盤等處溫度狀況,或者觀察潤滑情況。如果手感有溫度較高的部位,且潤滑也很差,表明多數(shù)是“爬行”故障原因所在,即磨擦阻力過大,應(yīng)予以排除。
四、支腳自動沉降
1、現(xiàn)象
挖掘機不工作時,將支腿收起后,支腿在自重的作用下又逐漸下落。
2、原因分析
由 構(gòu)造和工作原理可知,為了確保支腿的支撐作用,防止挖掘機在作業(yè)狀態(tài)下喪失穩(wěn)定性的危險,故支腿上沒有閉鎖裝置(液控單向閥)。當操縱閥的滑閥處在中間位 置時,除了操縱閥本身將支腿油缸前后腔的油路封閉外,還由于支腿單向閥內(nèi)彈簧的作用,圓錐活塞緊壓閥套,使油缸兩腔被嚴格封死,于是起了雙重的支腿油缸兩 腔油路封閉作用。如果因活塞密封元件磨損或損壞、油缸蓋密封損壞以及閉鎖裝置的單向閥關(guān)閉不嚴等,均會使支腿油缸兩腔互相竄油,導(dǎo)致支腿自動下降。
(1)油缸蓋及活塞密封元件損壞 活塞密封元件損壞是由于裝配時被缸口部位加工的切槽刮傷,或使用時間過久磨損,造成徑向壓縮變形而喪失密封性引起泄漏。
(2) 閉鎖裝置閉鎖不嚴 由于使用中混入油內(nèi)的機械雜質(zhì),或加工時殘留在閉鎖裝置內(nèi)的機械雜質(zhì)未清除干凈,造成閉鎖裝置的閥芯卡死在打開的位置;或者機械雜質(zhì)粘留在單向閥閥座處, 使單向關(guān)閉不嚴,同時還會加速活塞磨損,使閉鎖裝置閉鎖不嚴。此處,彈簧疲勞彈力減小也會引起單向閥關(guān)閉不嚴而影響閉鎖裝置閉鎖。
3、診斷與排除
診斷時,應(yīng)根據(jù)上述分析出的原因,進行拆檢診斷,并進行對癥排除。
五、懸掛油缸不能閉鎖
1、現(xiàn)象
挖掘機作業(yè)時,駕駛員扳動氣控制閥懸掛油缸不能閉鎖,挖掘機有失穩(wěn)象瑞。
2、原因分析
懸 掛油缸是單向柱塞式油缸,挖掘機行駛時,由分配閥(兩位六通閥)使兩油缸、油箱油路互通而浮動,以提高挖掘機行駛時的平衡性。挖掘機作業(yè)時,打開手操縱氣 閥,壓縮空氣時入控制氣缸,使活塞推動懸掛油缸的分配閥使滑閥移動,將兩懸掛油缸的油路封閉,使之互不相通,這時懸掛油缸與前橋,車架呈剛性連接,于是保 證了挖掘機作業(yè)時的穩(wěn)定性。
如果挖掘機作業(yè)時,閉鎖不起作用,可能是懸掛油缸至分配閥內(nèi)有空氣或分配閥的滑閥位置不對,沒有將兩懸掛油缸的油路封閉,使之兩懸掛油缸的油路仍處于互通狀態(tài),而不起閉鎖作用。
3、診斷與排除
(1) 檢查氣壓控制系統(tǒng) 發(fā)動機處于熄火狀態(tài),氣壓表指示氣壓為充足狀態(tài),這時扳倒懸掛油缸手操縱氣開頭,若聽到有嚴重的漏氣聲,表明氣壓管路漏氣,懸掛控制氣缸無動作,致滑閥不 到位。若不漏氣,再扳起手操縱氣開頭至原位,聽察有無排氣聲。若無排氣聲,表明控制缸氣路不通(冬季控制氣路易結(jié)水)是懸掛油缸不閉鎖的原因所在,應(yīng)予以 排除。
(2)檢查懸掛油缸分配閥閥桿 將控制氣缸推桿連接鎖拆下,用手推入分配閥桿,若懸掛油缸鎖閉有效,說明推桿調(diào)整不當,應(yīng)予以調(diào)整。
(3) 排除懸掛油缸空氣 若觀察懸掛油缸或柱塞有漏出的油跡,可懷疑油缸內(nèi)有空氣,在閉鎖狀態(tài)下不起剛性連接作用,應(yīng)排除油內(nèi)空氣。其排氣方法:用工作裝置挖掘鏟頭將前部支起,使 前輪離地,松開油缸上放氣螺塞,將前輪上下繞鉸接銷擺動,直至排氣口溢油為止,排氣后再將螺旋入。
六、中央回轉(zhuǎn)接頭故障簡介
中央回轉(zhuǎn)接頭是使轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的高壓油和壓縮空氣送不旋轉(zhuǎn)的底盤,并保證油、氣路暢通而且不泄漏。其常見故障是油路與氣路,或不同執(zhí)行機構(gòu)的油路互相串通,其導(dǎo)致結(jié)果是:使通的油路或氣路相關(guān)的裝置工作不正常;有的氣壓執(zhí)行元件中竄有油液;有的油箱中油液減少。
造成上述的原因是回轉(zhuǎn)接頭內(nèi)的各油路或氣路間的密封圈在裝配時損壞,或使用時間過久磨損而串油或串氣。檢查回轉(zhuǎn)接頭時,應(yīng)特別注意氣路和油路相鄰的密封圈。
排除方法:拆下回轉(zhuǎn)接頭底座(芯子)更換O形密封圈。
注意:如果密封圈在使用早期損壞,只將損壞密封圈更換,若因便用時間過久,應(yīng)全部更換

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