工程建设机械液压及液力系统维护与故障分析

      每位接触过工程建设机械的人都知道,现代工程建设机械越来越多的采用液压、液力技术,特别是一些大型设备如摊铺机的机电液组合,成了现代工程建设机械自动化程度、工程质量精度的重要标志。所以如何保养维护液压、液力系统是每个机械管理人员、修理及操作人员必须学习、解决的问题,其重要意义在于提高设备完好率、利用率及保证工程质量。下面结合本人工作中一些实践,谈谈维护方面需注意的问题以及故障分析。
      1液压传动的基本参数压力P和流量Q
      按液压传动原理,压力P和流量Q满足:N=PQ/60η
      式中:
      N—液压操纵系统所耗功率kw;
      P—液压系统工作压力,Mpa;
      Q—系统流量,L/min;
      η—系统总效率。
      从上式中可看出,N一定时,P与Q成反比,如果P低,Q要增大,必须加大油泵、阀的过流面积,使系统结构尺寸加大;P增大,Q变小,可减小液压元件的过流面积,使结构紧凑,重量减轻,但过高的压力使密封困难。P的大小应根据系统泵的额定压力决定,并由安全阀限制。系统的压力包括工作压力、补油压力、回油压力、壳腔压力等,每类设备都有规定的压力,比如补油压力2-2.5MPa,振动压路机振动压力18-19MPa,变矩器进口压力0.4-0.6MPa,出口压力0.25-0.28MPa等,一般都在说明书中标明,检测时可由接头引出的备用压力口直接用压力表测量。安全溢流阀的开启压力为系统压力的110%左右,一般不要拆卸调整。
      2工程建设机械对液压及液力油的要求
      工程建设机械使用的液压油,主要是抗磨液压油,液力油为液力传动油。每台设备有其指定标号的用油,这主要考虑系统的工作条件,如液压泵的类型(齿轮泵、柱塞泵、叶片泵)、工作压力、温度、液压元件使用的金属、密封件的性质。液压系统工作的可靠性及元件的寿命与系统用油的清洁有极密切的关系,要严格按说明使用,切不可混用不同牌号的油;另外,为保证油的质量,加注或更换油时须过滤,加油过程每个过程环节都应保持清洁,防止水或异物进入,液压系统维护或更换新的液压元件,也要非常注意清洁。检测液压油油质的简单方法是将油液滴一滴到吸墨纸上,如油迹有一黑色中心,即说明油脏,需要换。
      3油温
      在能量转换过程中,有一部分能量转为热能,使系统的温度升高。温度升高会使油液粘度下降,运动阻力减小,但会使油膜支承能力下降,导致磨擦副出现干磨,会使内外泄漏的机会加大,会加快密封件老化。液压油油温并非指油箱温度而应为泵或马达的壳体泄油口处的温度,以50~60℃为好,不可超过90℃;液力油油温指变矩器出口温度,40~120℃。
      4防止气穴、气蚀
      由于油液中总会混合一定空气,液体溶解的空气量与油压成正比,当油流经泵的入口或狭窄的阀时,压力低,油液中析出气泡形成气穴,气穴在高压区体积缩小,凝结造成真空,周围液体质点以极高的速度补充,相互碰击形成局部高压,产生振动和噪声,称为气蚀。防止气穴、气蚀要尽可能减少空气的渗入,如油箱保持规定液位,加油时有放气螺塞的应拧松放气,液压缸有气时也要及时放气,对封闭试油箱,保持0.07Mpa的压力,也是为了防止气穴、气蚀。另外,要及时清洁更换滤芯,避免油泵油腔产生过大的阻力。
      5故障分析与排除
      任何机械的液压系统无论多复杂,总不外乎由动力元件(泵)、控制元件(阀)、执行元件(油缸、马达)、辅助元件(油箱、油管、散热器、滤清器等)组成;其连接方式不外乎由一些基本回路组成,所以对管理人员、维修人员及操作人员了解这些元件的结构原理以及基本回路的特点,即基本技能水平,是管好、修好、用好工程机械的前提。例如,推土机多路阀采用串联油路,而装载机多路阀大多采用串并联油路;再比如,稳定土拌和机采用闭合式变量泵一定量马达,摊铺机左右两套独立驱动回路采用双向变量泵-马达系统,汽车起重机的支腿机构回路、回转机械回路、转向回路,多泵优先阀保证发动机低速的方向,以及轴向柱塞泵、马达、变矩器的结构等等这些基本知识要求知道了解。
      5.1故障的特点
      5.1.1故障的多样性
      在大多数情况下,几个故障同时出现。例如,压力不稳定,常有振动,噪声故障同时出现,而系统压力达不到要求,又和动作故障联系在一起;某些机械、电气部分的故障也会与液压故障交织在一起。因此,要把机械、电气、液压三方面联系起来,不要孤立分析。
      5.1.2故障的复杂性
      引起同一故障的原因可能有多个,这些原因可能互相交织在一起影响,如压力低,可能由泵或阀故障引起,也可能两者同时引起,或油粘度、系统溢漏等原因引起。
      5.1.3故障的隐蔽性
      故障现象有的明显,有的不易发觉,需细心观察。比如,工作运转忽快忽慢,动作爬行,有异响、气味、发热、漏油,操作失灵等,一旦发现液压系统有故障,不论大小,都应立即停止工作,查找原因排除,不可带“病”作业。比如PY180平地机变矩器漏油,这时不能盲目更换密封件,应首先分析产生漏油的原因,检查出口油温是否过高,检查出口压力是否过大,检查闭锁压力是否正常,来逐一排除。
      5.1.4故障的产生与使用条件密切联系,要充分考虑外部因素,周围环境、温度的变化、负荷的情况等。比如,油温高除了散热器散热不好或者压力补偿阀故障外,环境温度高,满负荷运转过于频繁也可能引起油温高。
      5.1.5故障可能难分析判断而易处理:故障分损伤性故障和非损伤性故障,对于后者,可能清洁、润滑、补充、调整、紧固、排气即可排除。比如油路系统噪声大,通过放气或更换滤芯有时就可排除;压力低,通过校正压力阀压力也可能排除。
      5.2故障排除思路步骤
      排除故障一般应按(1)弄清故障现象:现场检查,了解故障前后设备运转状况。(2)分析故障原因,一般要科学的按照实践经验,并对照有关资料,列出可能发生同类现象的各种原因,绘出故障分析推理图和原因分析图。比如,振动压路机行走无力,可列出下图分析。(3)确定检查部分:拆卸、签定、修复、组装通常由简单到复杂,先拆卸简易的后推复杂的,先拆可能性大的,后拆可能性小的。最后试车检查故障是否排除,由技术人员制定技术分析总结报表保存。