作装置液压系统典型故障分析与排除.pdf

用户篇 故障排除 r 0 U h I B S h 0 0 t i n g 挖掘机工作装置液压系统 典型故障分析与排除 T y p i c a lf a u l ta n a l y s 黔a n de l i m i n a t i o no f h y d r a u l i cs y s t e mf o re x c a v a t o rw o r k i n gd e v i c e 任奇武1 ，杜艳霞2 ／R E N Q i W U ，D U Y a h ．x i a 1 ．6 5 0 6 6 部队工程兵教研室。辽宁大连1 1 6 1 0 3 ，2 ．河南交通职业技术学院，河南郑州4 5 0 0 0 5 [ 摘要】介绍了挖掘机工作装置液压系统。全身瘫痪”、“半身不遂”、。个别失灵”三种类型的故障，分析 了故障原因，提出了排查方法。 【关键词】挖掘机；液压系统；故障排除 挖掘机工作装置的液压系统大都为双泵双回 路变量系统，所有的工作装置被分成两组，由操 纵阀组1 、2 分别控制，甲、乙两泵分别作为工作 装置1 、2 的动力来源，向它们提供压力油，主溢 流阀1 、2 分别控制两组系统的最高工作压力，并 且两者的调定值相等 图1 。 图1 挖掘机液压系统框图 挖掘机工作装置液压系统的故障可分为三种 类型，即“全身瘫痪”型、“半身不遂”型、“个 别失灵”型。 1 “全身瘫痪”型 1 ．1 故障分析 由于故障属于挖掘机全身所有动作均瘫痪不 能工作，因此，故障点应处于操纵阀组1 、2 的公 7 02 ∞8 ∞ c o N s T 用l c l ．I o NM E c H A N I z A T l o N 共部分，即操纵以前的部分。根据液压系统框图， 整机“全身瘫痪”故障的原因可能有以下几个方 面。 1 液压油液压油不足，吸油滤芯堵塞造成 吸油油路不畅，油路吸空等造成液压泵吸油不足 或吸不到油，使得整机全部动作发生故障。 2 液压泵液压泵严重磨损或损坏，造成泵 的输出流量、压力不足，从而引起整机动作迟缓 无力或完全不动作，液压泵与发动机之间的传动 连接损坏，这样发动机不能带动液压泵，泵口也 就没有压力油输出，故整机不动作；液压泵的功 率调节系统故障。 3 先导油路故障此故障只存在于伺服操 纵的挖掘机，对于机械式操纵的挖掘机则不存在， 先导油路故障会造成先导油压力不足，使得操纵 系统失灵，从而表现为整机故障。 1 ．2 排查方法 在进行故障排查时，应按照先易后难，先外 后内的原则进行检查，具体方法如下。 1 查液压油检查液压油量是否充足，若不 足，加够。检查吸油管是否破裂，接头是否有松 动等，它们会造成液压泵部分或严重吸空。检查 吸油滤芯是否有堵塞或吸扁等，如有应更换。检 查回油滤芯，如有大量金属粉未及颗粒，则为液 一 万方数据 压泵损坏，需检修。 2 查液压泵如果系统仍不正常，此时应分 两种情况进行分析，一是整机完全没有动作，在 操作机械时也没有负荷感觉。这时要检查泵与发 动机之间的动力传递部分，如传动花键是否损坏 等。二是动作迟缓。此时应检查液压泵的全功率 调节系统，不同型号，特别是不同品牌的挖掘机 功率调节系统也不尽相同，此时应根据具体机型 的技术资料进行详细检查及调节。 3 查先导油路如果上述两项检查均无发 现异常，最后应检查先导油路。造成先导油路故 障的原因有先导泵、先导油出油滤芯，先导油 路溢流阀及油路其他地方泄露等。如发现先导油 压力不足，应按先易后难的原则查找故障点，然 后排除故障。 例一台挖掘机在轻载 如回转 时工作基 本正常，重载 如操作大臂或复合动作 时发动 机过载甚至熄火。针对上述故障现象，首先检查 液压油，油箱内液压油充足，低压油路良好；检 测发现发动机供油、进气及功率输出基本正常， 辅助泵工作压力在正常范围；多路换向阀处于中 位时，甲泵输出压力正常，而乙泵输出压力较高 已超过正常值，说明故障点在乙泵。当挖掘机正 常工作时，液压泵吸收的功率应接近发动机输出 的功率，因此液压泵要根据负载情况及时调节它 的排量，以保证功率基本不变，否则会造成发动 机过载。结合检测结果，乙泵在操纵阀中位时压 力超过正常值，而此压力是由乙泵输出液压油经 过背压阀产生的。造成这种现象的原因有两个 一是背压阀本身故障，二是乙泵输出流量过大。 但背压阀由一个节流阀和一个溢流阀并联组成， 正常时油液通过节流阀而产生背压，节流阀堵塞 后溢流阀打开产生背压，也就是说只有两个阀同 时发生故障才会出现这种情况，但这种可能性几 乎没有；所以判定故障原因是输出流量过大。当 挖掘机工作遇到大的负载时流量仍不能通过调节 器调小，造成发动机过载，因此判定控制乙泵排 量的差动缸活塞被卡死在座端位置。拆下差动缸 活塞，进行清洗处理后，涂抹清洁液压油装配，经 检查活塞能自由运动，装配试车，故障现象消失。 l 障排除憋胃，皇篇函圈圜 u b l e s h o o t i n g 2 。半身不遂”型 2 ．1 故障分析 此类型故障表现为某组操纵阀控制的几个动 作同时不正常，但另外一组操纵阀所控制的子系 统全部正常。由此可知，两组操纵阀所共用部分 不存在故障的可能。又因为是某组的几个动作同 时不正常，所以故障点应在这几个动作的公共部 分。结合挖掘机液压系统的具体结构可推断。半 身不遂”故障主要由以下两个元件引起。 1 液压泵子系统液压泵工作部分和调节 机构故障都会引起相应系统工作部分的瘫痪。液 压泵装配不当会造成相应的几个动作全部丧失， 液压泵磨损会使得此组动作缓慢无力。液压泵调 节机构发生故障的表现为机器工作时液压泵工况 不能随工作装置工况的改变而改变。 2 主溢流阀挖掘机上的主溢流阀均为先 导式溢流阀，主溢流阀不能正常工作的原因有 锥阀的锥面磨损，先导阀芯阻尼孑L 堵塞，压力调 节不正常，弹簧折断等。这些均会造成整个子系 统压力不足，从而引起系统动作迟缓无力，甚至 不能动作。 2 ．2 排查方法 对有怀疑的液压泵和溢流阀可采用换位对比 法进行排查。 1 液压泵调换甲、乙泵出口管路，从而改 变子系统的工作泵，看其子系统的故障是否改变。 如果改变，则为液压泵故障，否则故障不在液压 泵。例如有一台加藤H D 7 7 0 - I I 型挖掘机，冷机 时一切正常，工作一段时间温度升高后却发现回 转、斗杆和一边履带 与回转同一液压泵 动作 同时变慢。后来检查泵流量调节柱塞卡孔不能自 由移动，这样在工作装置需要液压泵增大流量时， 因调节柱塞卡死，流量不能增大，而表现出动作 缓慢，将泵调节机构解体，发现调节柱塞有些磨 花，磨光清洗后装回，故障消失。 2 主溢流阀 主溢流阀现场诊断中非常实 用的方法仍然是换位对比法。将故障子系统中主 溢流阀与正常子系统中主溢流阀对调后试机，如 果故障移到另一子系统，则可断定原故障系统主 建筑机械化2 0 0 B ∞ 7 1 万方数据 用户篇涝故障排除 i 面丽i 虿丽o o t i n g 溢流阀故障，如对调后仍在原子系统中，则主溢 流阀工作正常应另寻找故障原因。例如有一台 W 4 - 6 0 型挖掘机，回转时动作无力，与之同组的 动臂，斗杆动作时，也感觉有些不顺畅，但不是 很明显。检查时调换甲、乙两子系统溢流阀，两 组子系统故障现象也随之改变，说明故障在溢流 阀。分解故障溢流阀，发现先导阀的阀芯与阀座 间有较大硬质颗粒卡住，先导阀始终有流量通过， 主阀芯关闭不严，使液压油严重泄漏。分解并清 洗溢流阀，装配后故障消失。 3 “个别失灵”型 3 ．1 故障分析 “个别失灵”型故障是指单个动作丧失或工 作不正常。从液压系统结构上分析，既然是单个 动作故障，就可排除多个动作公共部分故障的可 能性，所以可能的故障点就在该动作的操纵控制 部分与执行元件之间。具体包括此动作的先导部 分 操作手柄及先导阀，先导油路 ，操纵部分 阀 芯与阀体、分路过载阀 ，执行元件以及其他相关 部分。此类故障常见的现象有两个，一是动作缓 慢无力或完全没有动作，另一个是动作错乱。动 作错乱是指挖掘机有时无需操纵而自己出现一些 动作，这种现象的本质就是在工作回路本应关闭 时却有压力油进入到执行元件并使之动作。主要 的故障点就是操纵部分，包括与故障动作有关的 操纵杆及先导阀、操纵阀阀芯及阀体。其中先导 油路，分路过载和部分操纵阀故障可用前面所述 的换位对比法加以判明。 3 ．2 排查方法 结合实例对上述两个故障现象进行分析和排 除。 1 动作缓慢无力或完全没有动作根据故 障检查先易后难的原则，先检查先导油路、分路 过载阀；如果正常，检查操纵阀，看相应的阀芯 是否卡死；如果正常，则应检查执行元件和与之 相关的其他部分。一台P C 3 0 0 - I I I 型挖掘机，在 工作中转盘回转时突然不能停止，等停下来后就 不能再转动，而机器的其他动作全部正常。由于 是两个方向都不能转动，马达的溢流阀，补油阀 7 2 故障可排除，检查回油滤网，没有发现异常，由 此断定马达本身问题；启动后操作回转，听发动 机的声音有负荷的感觉，用手触摸回转马达的油 管，明显感到有压力油进入马达，由此推断操作 手柄、先导油路、操纵阀工作均正常，这样，回 转减速箱成了主要怀疑对象。假如工作中回转减 速系统因元件损坏等造成传动突然中断，那么回 转马达与转盘的联系会中断，转盘转动起来后， 马达停止时不能制动转盘，因此转盘会在惯性的 作用下继续转动；而当转盘停止后，即使马达工 作正常，但是动力不能传递至转盘，机器仍然不 能回转。根据此假设的推断结论，将马达总成拆 下发现回转马达输出轴与花键套相配合的内齿损 坏，不能啮合，致使回转马达与回转减速箱的动 力联系中断，因而出现前述的故障现象。 2 动作错乱此类故障的具体排查方法为 堵住相应的到操纵阀的先导油管后试机，假如故 障消失，说明故障在操纵杆及先导阀部分，否则 应检查阀芯是否卡死、过度摩擦磨损或装配错误 等，若阀芯正常，应继续检查与阀芯配合的阀体 和其他元件 如油封 等是否损坏。例如，有一 台P C 3 0 0 - I 型挖掘机，每次在工作一段时间后， 左边履带会自动行走，长时间停机后再启动，故 障消失，再工作一段时间后又重复出现前述现象。 此种机型为机械拉杆式操纵，将操纵左边履带的 拉杆拆掉，故障不消失。检查发现阀芯已不在中 位，拆开阀芯另一端的密封盖，阀芯回到中位，故 障消失。后经仔细检查发现阀芯座孑L 中有一条油 封，阀芯从这条油封中穿过，油封在阀体与阀芯 之间起密封作用，由于这条油封老化，密封作用 减弱，使得阀体中的压力油能慢慢沿着阀芯座孔 流至阀芯有密封盖的一端，当密封盖内的油压达 到一定程度时，就将阀芯推向靠近拉杆的一端， 阀芯离开中位，使履带行走。更换油封后故障消 失。囫 编辑檀秀凯 [ 中图分类号】T U 6 2 1 【文献标识码】C [ 文章编号】10 0 1 - 13 6 6 2 0 0 8 0 B _ _ 0 0 7 0 _ 0 3 [ 收稿日期】2 0 0 7 1 2 - 2 8 万方数据