挖掘機(jī)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(fù)雜的一咱軟故障。小松PC200/400型挖掘機(jī)正常工況下，液壓系統(tǒng)油溫應(yīng)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(jī)冷車(chē)工作是，各種動(dòng)作較正常，當(dāng)機(jī)械工作約一小時(shí)后，隨著液壓油溫升高，便出現(xiàn)挖掘機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)力及動(dòng)作滯緩，特別是挖掘力不夠，行走轉(zhuǎn)向困難等。
液壓系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象如不能及時(shí)處理，就會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)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(zhì)，阻塞元件小孔，使液壓元件失靈或卡死，無(wú)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(bào)廢。
2.挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱的故障實(shí)例分析
對(duì)此類(lèi)故障，一般來(lái)說(shuō)應(yīng)首撫從液壓系統(tǒng)外部的內(nèi)部分析著手。內(nèi)部原因主要是系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理造成的。如元件間匹配不合理，管路通道過(guò)細(xì)，彎頭多，彎曲半徑小，油箱容積不夠等因素造成的。這類(lèi)問(wèn)題應(yīng)在設(shè)計(jì)階段予以充分考慮，否則將造成挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)先天不足，制成產(chǎn)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(jī)液壓泵的發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)減震箱內(nèi)的減震阻尼器來(lái)連接的。在處理一臺(tái)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱故障時(shí)，發(fā)現(xiàn)其減震箱內(nèi)油位大大超過(guò)觀察油平面螺絲處(一般約為1.5L)，而這些過(guò)多的油液在伴隨減震阻尼器轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生大量的熱量并傳遞到液壓泵，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱。
此時(shí)，將減震箱油液泄放至標(biāo)準(zhǔn)油位后，故障便可消除。造成減震箱油位過(guò)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(yīng)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(guò)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(fēng)扇量不足;液壓油散熱器內(nèi)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(shí)應(yīng)清理散熱片，緊固風(fēng)扇皮帶等。對(duì)液壓油散熱器內(nèi)部管道阻塞的判斷，可通過(guò)在散熱器進(jìn)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(yán)重，應(yīng)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(guò)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(jiàn)PC200-5液壓系統(tǒng)原理圖)。其功用是當(dāng)回油散熱器壓差在0.185MPa以上時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，短接散熱器構(gòu)成回油通路。實(shí)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(gè)別操作者對(duì)液壓油油質(zhì)選用不當(dāng)，長(zhǎng)期不換油及年久失修等，使油液污染嚴(yán)重，導(dǎo)致該閥卡死在常開(kāi)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(shì)必引起油溫過(guò)高。在每次更換液壓油時(shí)應(yīng)檢查此閥有否卡滯現(xiàn)象。
2.4液壓油牌號(hào)選用不當(dāng)或油質(zhì)差引起油溫過(guò)高
近年來(lái)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(guò)高的油液，引起液流壓力損失過(guò)大，轉(zhuǎn)化為熱能，會(huì)引起溫升過(guò)高;誤用粘度過(guò)低的液壓油，也會(huì)引起工作液壓泵及液壓元件內(nèi)泄漏大，產(chǎn)生熱量;此外，一些劣質(zhì)油液，粘溫性能差，易乳化和生產(chǎn)氣蝕，折出氣泡等，會(huì)在液壓油高壓產(chǎn)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(diào)節(jié)不當(dāng)引起的系統(tǒng)發(fā)熱
液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，其工況好壞影響著系統(tǒng)發(fā)熱程度。如PC200型挖掘機(jī)的主泵為柱塞泵，如果泵內(nèi)配流盤(pán)與缸體，滑靴，斜盤(pán)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(guò)觀察泵升溫快，并有噪聲的特點(diǎn)加以判斷。其修復(fù)方法是，研磨修整有關(guān)密封配合面或更換無(wú)法修復(fù)之零件。
PC200型挖掘機(jī)先導(dǎo)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(jù)負(fù)載要求調(diào)節(jié)主泵排量的大小。如果該泵內(nèi)齒輪端面磨損較大或齒項(xiàng)間隙較大，內(nèi)泄漏增加，都會(huì)使泵發(fā)熱并影響主泵正常工作。
溢流閥壓力過(guò)高或過(guò)低也會(huì)引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱，如系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)過(guò)高，會(huì)使液壓泵在超過(guò)額定壓力下運(yùn)行，使泵過(guò)載，導(dǎo)致油溫升高;反之，如果系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)過(guò)低，會(huì)使工作機(jī)構(gòu)在正常負(fù)載下，頻繁出現(xiàn)溢流閥開(kāi)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(jī)液壓系統(tǒng)各壓力閥設(shè)定值如下表所列。
測(cè)試部位測(cè)試條件標(biāo)準(zhǔn)值(Mpa)備注
主溢流閥油溫45oC左右32.5(+0.8-1.1)兩組
動(dòng)臂發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)同上29.0(+1-0.5)
行走同上32.5(+0.8-1.1)
先導(dǎo)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)
