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挖掘機液壓系統(tǒng)的發(fā)熱危害及故障分析

2017-08-08

  1.液壓系統(tǒng)的發(fā)熱現(xiàn)象及其危害

  液壓系統(tǒng)發(fā)熱是挖掘朵較為普遍的一各種故障現(xiàn)象,亦是分析處理較為復雜的一咱軟故障。小松PC200/400型挖掘機正常工況下,液壓系統(tǒng)油溫應在60oC以下,(油泵的溫度較之高5-10oC),如果超出較多,則稱之為液壓系統(tǒng)發(fā)熱。其故障特征為:挖掘機冷車工作是,各種動作較正常,當機械工作約一小時后,隨著液壓油溫升高,便出現(xiàn)挖掘機各執(zhí)行機構無力及動作滯緩,特別是挖掘力不夠,行走轉向困難等。

  液壓系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象如不能及時處理,就會對系統(tǒng)產生極為不利的影響:

  (1)油液粘度下降,泄漏增加,又使系統(tǒng)發(fā)熱,形居惡性循環(huán);

  (2)加速油液氧化,形成膠狀物質,阻塞元件小孔,使液壓元件失靈或卡死,無法工作;

  (3)使橡膠密封件,軟管老化失效;

  (4)使油泵及液壓閥件磨損加劇,甚至報廢。

  2.挖掘機液壓系統(tǒng)發(fā)熱的故障實例分析

  對此類故障,一般來說應首撫從液壓系統(tǒng)外部的內部分析著手。內部原因主要是系統(tǒng)設計不合理造成的。如元件間匹配不合理,管路通道過細,彎頭多,彎曲半徑小,油箱容積不夠等因素造成的。這類問題應在設計階段予以充分考慮,否則將造成挖掘機液壓系統(tǒng)先天不足,制成產品后就難以克服。

  2.1外部原因引起的液壓系統(tǒng)發(fā)熱

  如小松PC200-5型挖掘機液壓泵的發(fā)動機是通過減震箱內的減震阻尼器來連接的。在處理一臺挖掘機液壓系統(tǒng)發(fā)熱故障時,發(fā)現(xiàn)其減震箱內油位大大超過觀察油平面螺絲處(一般約為1.5L),而這些過多的油液在伴隨減震阻尼器轉動過程中,產生大量的熱量并傳遞到液壓泵,導致系統(tǒng)發(fā)熱。

  此時,將減震箱油液泄放至標準油位后,故障便可消除。造成減震箱油位過高的原因有二,一是操作人員盲目加油;二是液壓泵軸端油封老化,使液壓油的由此泄漏,后者應拆栓液壓泵更換油封。

  2.2散熱器散熱性能不良引起油溫過高

  散熱器散熱性能不良的主要形式有:外部散熱翅片變形或堵塞,冷卻作用差;冷卻風扇量不足;液壓油散熱器內部管道阻塞。前兩者除可直觀判斷外,還可從散熱器上下管溫差變化不大得知,此時應清理散熱片,緊固風扇皮帶等。對液壓油散熱器內部管道阻塞的判斷,可通過在散熱器進出口油道安裝壓力表,檢查二者之間的壓差,油溫為45oC左右壓差在0.12MPa以下司于正常情況,如果高于0.12MPa,則表明油管阻塞嚴重,應拆卸散熱器上下蓋,疏通管道。

  2.3液壓回油濾芯單向閥失靈引起液壓油過熱

  從液壓系統(tǒng)原理圖可以得知,液壓系統(tǒng)回油濾芯單向閥與液壓油散熱器并聯(lián)接在回油濾芯的出口上(可參見PC200-5液壓系統(tǒng)原理圖)。其功用是當回油散熱器壓差在0.185MPa以上時自動開啟,短接散熱器構成回油通路。實際工作中,因該閥安裝在回油濾芯底部,難以檢查保養(yǎng),加之個別操作者對液壓油油質選用不當,長期不換油及年久失修等,使油液污染嚴重,導致該閥卡死在常開位置上(還有的擅自將此閥拆除),于是回油散熱器不起散熱作用,勢必引起油溫過高。在每次更換液壓油時應檢查此閥有否卡滯現(xiàn)象。

  2.4液壓油牌號選用不當或油質差引起油溫過高

  近年來發(fā)生多起因選用性能不符合規(guī)定的油液或偽劣油后液壓系統(tǒng)油溫升高的故障。例如,誤用粘度過高的油液,引起液流壓力損失過大,轉化為熱能,會引起溫升過高;誤用粘度過低的液壓油,也會引起工作液壓泵及液壓元件內泄漏大,產生熱量;此外,一些劣質油液,粘溫性能差,易乳化和生產氣蝕,折出氣泡等,會在液壓油高壓產生局部高溫并加劇元件的磨損。

  2.5泵及液壓系統(tǒng)壓力閥調節(jié)不當引起的系統(tǒng)發(fā)熱

  液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動力源,其工況好壞影響著系統(tǒng)發(fā)熱程度。如PC200型挖掘機的主泵為柱塞泵,如果泵內配流盤與缸體,滑靴,斜盤及柱塞缸體間配合位磨損較大,往往造成液壓泵較快發(fā)熱。這可通過觀察泵升溫快,并有噪聲的特點加以判斷。其修復方法是,研磨修整有關密封配合面或更換無法修復之零件。

  PC200型挖掘機先導控制泵為齒輪泵,其功用是為系統(tǒng)提供操作控制壓力油和根據負載要求調節(jié)主泵排量的大小。如果該泵內齒輪端面磨損較大或齒項間隙較大,內泄漏增加,都會使泵發(fā)熱并影響主泵正常工作。

  溢流閥壓力過高或過低也會引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱,如系統(tǒng)壓力調節(jié)過高,會使液壓泵在超過額定壓力下運行,使泵過載,導致油溫升高;反之,如果系統(tǒng)壓力調節(jié)過低,會使工作機構在正常負載下,頻繁出現(xiàn)溢流閥開啟卸荷現(xiàn)象,造成液壓系統(tǒng)溢流發(fā)熱。

  小松PC200-5型挖掘機液壓系統(tǒng)各壓力閥設定值如下表所列。

  測試部位測試條件標準值(Mpa)備注

  主溢流閥油溫45oC左右32.5(+0.8-1.1)兩組

  動臂發(fā)動機高怠速32.5(+0.8-1.1)

  斗桿主泵出口32.5(+0.8-1.1)

  鏟斗同上32.5(+0.8-1.1)

  旋轉同上29.0(+1-0.5)

  行走同上32.5(+0.8-1.1)

  先導控制泵油溫45oC左右3.2(+0.4-0.1)

  TVC控制閥操作閥桿中立2.0(+0.1-0.1)

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