汽车起重机液压系统的合理使用与维护.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 0 7 ． 2 0 1 3 汽车起重机液压系统的合理使用与维护 Pr o p e r Us e a n d M a i nt e n a n c e o f Tr u c k Cr a ne Hyd r a u l i c S y s t e m 叶红霞 ． 李金顺 y E Ho n g - x i a ． L I J i n - s h u n 中国重汽集团 泰安五岳专用汽车有 限公司， 山东 泰安2 7 1 0 0 0 摘要 汽车起重机是工程机械类别 中主要 的施工机械 ， 而液压系统是汽车起重机 的重要组成部分 ， 汽车起 重机 的常见故 障常 出在液压 系统上 ． 因此该 文详细介绍 了液压系统污染的途径及预 防措施 ， 供汽车起重机制造商和用户参考 ， 以减 少汽车起 重机在 E t 常使用 中故 障 的发生 ． 延长车辆 的使用寿命 。 关键 词 液压系统 ； 液压油 ； 污染 ； 故障 中图分类号 T H1 3 7 文献标识 码 B 文章 编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 7 0 0 5 9 0 4 0 引言 液压系统是汽车起重机的重要组成部分 ． 使用和维 护好液压系统是提高汽车起重机使用效率 ． 延长车辆使 用寿命 ．提高车辆社会效益和经济效益的重要途径 ， 所 以为保证液压系统工作正常 ．防止车辆 出现早期损坏 ， 对液压系统的合理使用与维护是十分重要的． 对液压系 统 的维护应贯彻预防为主， 定检维护的原则 。 为此 ， 对汽 车起重机液压系统必须认真做好如下工作。 1 液压系统的污染后果及注意事项 据统计 ．汽车起重机液压系统中 7 0 ％～ 8 0 ％的故障 是由于液压油污染变质造成的 ． 因为液压系统的泵 、 阀、 液压缸等元件 ． 相对运动元件之 间。 都有粗糙度很低 的 配合面和精密度很高的配合间隙， 有些元件还设有阻尼 孔、 缝隙式控制 阀口， 如果油液中混入杂质 ， 将会阻塞这 些缝隙 、 小孔 。 阻碍油液 的运动 ， 破坏液压件 的配合面 ， 或卡在它们 中间， 致使泵 、 阀等液压元件密封不严或失 效 ． 如汽车起重机起升机构中变量马达因油液中的颗粒 物堵塞控制油 口而阻碍变量 ． 甚至失效 ； 大型汽车起重 机的回转机构因油液 中的颗粒物堵塞单 向阻尼阀不能 执行 回转命令 ； 油泵 、 油缸、 马达 、 液压锁 、 阀等因颗粒物 磨损早期失效 ．这些都是起重机液压系统的污染所致 ， 导致汽车起重机不能正 常工作 ． 所 以， 保持液压系统和 液压油的清洁 ．是确保其正确使用和提高寿命的关键 。 为此 ． 应注意如下几点 1 对液压 系统 的维 护、 修理 时 ， 拆 下和拆开零部 收稿 日期 2 0 1 3 0 1 2 2 作者简介 叶红霞 1 9 7 7 一 ， 女 ， 山东泰 安人 ， 工程师 ， 学 士 ， 主要从事工 程 机械产品的研发工作 。 件 、 总成 的管 口应立即用防护罩罩护 。 防止泥沙、 尘土等 杂质进人。 2 安装管道 、 油箱 、 阀等零部件前 ， 必须彻底清洗 ， 然后用压缩空气吹干 3 液压系统总成和元件 总成安装完成后 ， 应进行 空循环冲洗 ， 冲洗完毕后应立 即装封好 。 4 液压系统活塞杆密封件磨损后 。 能使 系统严重 污染 ． 应及 时更换 5 清洗和更换滤清器 。对系统中的滤清器进行拆 卸清洗和更换 ，能有效地从液压油液中除去固体颗粒 ． 这也是污染控制的关键措施之一 。油液通过 良好 的过 滤 ． 可防止切屑或其他大颗粒物造成元件卡死、 划伤 、 堵 塞等故障 对油泵吸油 口等处安装 的滤油器 ， 应按期清 洗或更换。 6 定期换油。 过滤只能滤除液压油 中的机械杂质 ， 而可溶性杂质不能去除， 只能用油来控制含量 ； 此外 ， 液 压油在长期温度、 压力 、 氧化等反复变化作用下也会逐 渐变质 ． 失去应有 的性能 ， 只能采取定期换油的方法。 7 保证油液系统 的密封性 。液压汽车起重机的液 压系统要做到防尘 防水 ． 保持液压系统的密封性 。 严禁 异物进入液压系统 8 保持液压油清洁度指标 。液压汽车起重机使用 的液压油应保持一定的清洁度 。通常以颗粒污染度 、 水 分含量 、 黏度变化、 总酸值作为主要检验指标 。保养时 ， 加入起重机液压系统的液压油 ．应符合 Z B E 3 9 0 0 4 5 8 6 汽车起重机和轮胎起重机液压油固体颗粒污染等 级 标准， 即 固体颗粒污染等级不应超过 1 8 ／ 1 5 ， 起重机 使用过程中的液压油不应超过 2 0 ／ 1 6 水分极限指标 要 求液压油含水量不应超过 0 ． 1 ％ 运动粘度极限指标 要 5 9 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 3年 第 0 7期 求液压油运动粘度变化不超过 l 0 ％ 总酸度极 限值 要 求总酸度不应超过 0 ． 3 m g K O H ／ g 2 液压油 的质量检查 1 液压油的氧化程度 液压油在使用过程中 ． 由于其温度 的变化 ． 空气 中 氧气及太阳光的作用 ． 将会使液压油逐渐被氧化 ． 使其 黏度等性能改变甚至生成油泥 氧化程度 ， 可依据液压 油的颜色 、 气味来判断 ， 如果液压油的颜色呈黑褐色并 有异味 ， 说明已被氧化 ， 褐色越深 ， 异味越浓 ， 说 明液压 油被氧化的越深 。 应及时更换新液压油 。 2 液压油的含水量 如果液压油中混入水分 ．将会降低其润滑性能 ． 有 些情况下 ． 水还可能与液压油添加剂反应 ． 生成酸而导 致金属腐蚀 液压油是否含有水分 ． 通常按颜色和气味 的变化情况而定 ． 如呈乳 白色 ． 气味没有变化说明水分 混入过多 可取少量液压油滴到灼热的铁质上 ． 如发 出 清脆的声音 ． 说明含有水分 ． 如果检查出液压油中混入 水 分 ． 应 更换 液压 油 3 杂质情况 汽车起重机工作一段时间后 ． 取几滴液压油用手指 清捻 ． 观察是否有 固体颗粒 ． 也可取一滴被测液压油在 滤纸上． 观察斑点的变化情况 ， 液压油迅速扩散 ． 中间无 沉积物 ． 表 明油 品正常 ， 液压油扩散慢 ． 中间出现沉积 物 ， 表明油品已变坏 ， 如固体颗粒较多 ， 应更换液压油。 3 更换 液压油 1 汽车起重机应每年 或工作 2 0 0 0小时 更换全 部液压油 在油液未 变质的情况下可适 当延长换油周 期 ， 当起重机在作业环境特别恶劣的情况下作业时 如 炼油厂、 化工厂等 油液的更换周期应相应缩短。 2 掌握正确的液压油换油方法 。液压油的更换应 符合 J B ／ T 9 7 3 7 _ 3 2 o 0 0 汽车起重机和轮胎起重机液压 油选择与更换 ； 发现变质 ， 影响使用效果必须全部更换 新油 ； 加注液压油时一定要经过加油滤 网注入 ． 并 十分 注意不要混进不 同牌号的油或水等不纯物资 换油方 法 先将液压油箱的放油孔拆开 ． 放 出油箱中的旧油 ． 拆 下总吸油管 、 回油管的液压油滤清器 ． 可先将油箱及滤 清器用固体颗粒污染等级不超过 1 8 ／ 1 5的清洗剂清洗 一 遍 ． 晾干后用 固体颗粒污染不超过 1 8 ／ 1 5的新液压油 冲洗， 冲洗后再加人新的液压油。其次启动发动机低速 运转， 使油泵开始动作 ， 分别操纵各机构 ． 靠新液压油将 系统回路 的旧油逐渐排出 ． 排出的旧油不得流人液压油 箱 内，直到 回油管 出油 口有新油流出才停止液压泵转 动 在各回路换油的同时 ． 应注意不断向油箱中补充新 油 ． 以防止油泵吸空。最后 ， 将总回油管与油箱连接 ， 将 各元件置于工作初始状态 ． 并往油箱 中补充新油至规定 油 位 。 4 避免空气进入液压 系统 在汽车起重机 的液压系统装配和修理过程中 ， 由于 对空气在液压系统 中的危害认识不足 ，排气不充分 ， 使 空气进入起重机液压系统 ． 尤其空气进入容积较大的油 缸后 ． 起重机在起重作业 时， 油缸会发 出一种尖锐的噪 声 ． 有时可 以见到激烈振动或爬行现象 ， 爬行则是一种 极为有害的故障现象 空气进入液压系统 ． 在低压管道 中会产生气穴和气 蚀现象 ， 使油液不连续 ， 形成气泡 ， 影响液压油运行 ； 在 高压管道 中． 气泡会在高压下破裂 ． 使液压系统产生噪 声 ， 而且气体突然破裂 ， 不仅会导致液压元件出现气蚀 ， 而且放出大量的热量 ． 引起局部过热 ， 加速油液升温 ． 使 密封件提前老化和油液加速变质 ．降低油液的使用寿 命 ； 此外 ， 由于空气 的压缩性大 ， 使油液不连续 ， 液压系 统工作不稳定 ， 油缸伸出缓慢 ． 或者伸 出时发生抖动， 产 生爬行现象 。 防止空气进入液压系统的方法如下 1 经常检查液压油箱的存油量 。 发现不足时应及 时添加， 防止因液压油箱缺油 ． 油泵吸空 ， 而导致液压系 统 吸入空气 2 装配液压油泵时 ， 要 向液压泵进油 口注入适量 的液压油 ． 用手转动液压泵 的输人轴几圈 ． 以便在初始 工作时有液压油起密封和润滑作用 ． 减少液压泵的空吸 时间及磨损量 3 柱塞泵安装完成后应给泵体加满液压油 ， 排尽 空气 4 保持液压系统的各橡胶密封圈性能 良好 ， 加强 对液压系统油封的检查与维护 。一旦发现油封老化 、 唇 E l 磨损 、 弹簧变软等， 应及时更换 ， 否则不仅引起液压油 的外漏 ． 而且容易吸人空气。 5 保持液压系统温度在规定 范围内 汽车起重机液压油的运转温度 ． 对油的老化变质和 液压元件的机械磨损极为重要 ． 液压系统的温度一般维 持在 2 0 c 【 ～ 6 0 ℃最为合适 ． 此时油液变质速度很慢 ． 应避 免在一 1 5 ℃以下及 7 0 ℃以上温度范围工作 ．最高不超过 8 0 ℃， 若超过 8 0 ℃。 液压油黏度下降 ， 不能形成完整 的油 膜 ， 易加速机械非正常磨损 ， 生成碳化物和淤渣 ． 油膜氧 化加剧， 油质恶化 ， 油封 、 高压胶管过早老化等 ． 因此 ， 保 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ N o ． 0 7 ． 2 01 3 持液压系统温度正常 ， 应注意以下几点 1 在冬季工作时 。 必须 预热空运转 使油温升至 2 0 ℃以上 ， 在夏季工作 时 。 若油 温升至 6 0 ℃时 ． 应打开 散热器的风扇开关 ， 给液压系统散热 2 保 持油箱油平面处 于正常位置 ， 有利 于液压油 的循环散热 3 气温较 高时 ， 液压 系统 不可连 续运 转时 间过 长 ， 注意散热器 ， 散热片不要 被油污染 ， 以防尘 土附着 影响散热效果 6 液 压系统水分控制 汽车起重机液压系统 中含有过多水分会使液压元 件锈蚀 ， 油液乳化变质 ， 润滑 油膜强度 降低 ， 加 速机械 磨损 除了维修保养时要防止水分入侵外 ． 还要注意储 油桶不用时要拧紧盖子 ， 最好倒置放置 在车辆使用过 程 中． 液压油箱应每隔一个月左右 ， 将液压油箱底部放 油螺塞旋松 ．放出沉在底部的杂质及水分 ．一般放出 5 0 0 m L左 右 。 7 液压系统固体杂质的危害及控制 汽车起重机液压系统及元件在加工、 装配 、 储运 中 污物混入系统中 ． 使用 中漏气或漏水后形成的不溶物 ， 使用中金属零部件磨损后产生的磨屑 ，空气 中灰尘的 混人等 ． 这些都易形成液压油 中颗粒物质 ， 液压油 中混 入颗粒污物 ． 它随着液压油的流动 ， 在 系统 中通过泵 、 阀和执行元件时 ． 会加剧摩擦副的磨损 ， 产生新 的颗粒 物 。 加速液压元件的磨损 ， 降低液压油 的润 滑性能 ， 冷 却性能 。具体危害如下 1 阀类元件。阀类元件运动副的配合间隙一般为 8 ～ 2 0 Ix m． 当 固体颗粒进入运 动副间隙时 ， 会划伤 机件 表面 ． 加剧磨损 ， 使配合间隙增大 ， 或者把节流孔 、 阻尼 孔阻塞 ． 从 而导致阀的工作性能变差或丧失功能 ， 甚至 阀芯卡住等故障 ， 引起液压系统振动或动作失灵。 2 泵类元件 。污染颗粒物会使一些部件 之间， 如 齿轮泵 的齿轮端面和前后端盖之间 、 齿顶和壳体之 间、 柱塞泵的柱塞和和缸体之间 、缸体和配油盘之 间的磨 损加剧 ． 效率 降低 ， 发热甚至烧坏 ， 缩短 了油泵 的使用 寿命 。 3 液压油缸 。污染颗粒物会加速密封件 的磨损 ， 引起泄漏量增大 ， 颗粒物使缸筒 、 活塞杆拉伤报废也较 为常见 4 纤维 、 胶膜 、 焊渣 、 漆片 的危害。纤维 、 胶膜 、 焊 渣 、 漆片的危害 。 常常是堵塞元件 的节流孔 或阻尼孔 ， 使液压系统动作紊乱或失灵。 控制固体杂质进入液压系统 的措施如下 1 加油时液压 油必须 过滤 ， 加 油工具 应可靠 清 洁．不能为了提高加油速度而去掉液压油箱加油 口处 的过滤器 加油人员应使用干净的手套和工作服。 2 保养时拆 卸液压油箱加油盖 、 滤清器盖 、 液压 油管等部位 ， 液压系统油道暴露 时要避开扬尘 ． 拆卸部 位要先彻底清洗后才能打开 ．如拆卸液压油箱加油盖 时． 先除去油箱盖四周 的泥土 ， 拧松油箱盖后清除残留 在结合部位 的杂质 ．清除时不能用水 冲洗以免水渗入 油箱 ， 确认清洁后才能打开油箱盖 如需使用擦拭材料 或铁锤 时 ．应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面 附着橡胶 的专用铁锤 。液压元件 、液压胶管要认真清 洗 ， 用高压风吹干后组装 ； 选用包装完好的正品滤芯 ； 换油的同时清洗滤清器 ．安装滤芯前应用擦拭材料认 真清除滤清器壳 内部污物 8 液压 系统 的 日常维护 汽车起重机 日常维护属于防范性 的例行作业 ． 以检 查 、 清洁为中心， 是降低液压系统故障最重要的环节 ； 通 过例行检查 ．可较早发现一些异常现象及故障前兆 ． 如 外泄漏 、 压力波动 ， 温升较高 、 声音异常及油液变色变味 等。 日常维护应在出车前、 工作中和收车后进行。 8 ． 1 出车前维护内容 1 仔细检查液压系统车辆液压系统连接是否松动、 是否漏油 、 漏气 ， 活塞杆有无划伤 ， 液 压泵的低 压吸油 管连接是否可靠 ． 液压油箱通气孔是否畅通等 ； 2 检查液压油箱的油面是否正确 ． 油液不足 ， 应 添加 同牌号 的油液 检查油液颜色 、 气味 、 黏度是 否正 常 ． 一旦油液出现褐色 、 乳 白色和有异味 ， 说 明油液 已 变质 。 不能再使用 ， 应立 即更换新液压油 ； 3 检查液压油散热器的工作情况 ， 清除散热片上 的油污 、 尘土、 油泥等影响散热效果的物质； 4 检查各液压泵和马达 的固定螺栓是否松脱 ， 液 压泵驱动轴 的轴头密封是否 良好 机械长期停用或更 换泵和马达后 ， 运转前应先注满油 ， 以防空转 。 8 ． 2作业 中维 护 内容 1 作业 中维护是指液压 系统进入稳定 工作状 态 后 ， 除随时注意油温、 压力 、 声音等情况外 ， 还应注意观 察液压缸 、 马达 、 换 向阀、 溢流阀等元 件的工作情况及 系统的泄漏等 ， 一旦 出现异常应马上停机维护； 2 在操纵变幅 、 伸缩 、 回转 、 起 升作业时 ， 动作一 定要柔和 、 平稳 、 准确 ， 收放操纵杆要及 时， 避免过猛过 快 ．以免突然打开或关闭液压缸和液压马达等执行机 构 ． 突然打开或关闭液压缸和液压马达等执行机构 ， 会 6 1 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 3年 第 0 7期 产生液压 冲击 ． 导致油封 的加速损坏 、 高压软管破裂 、 管接头松动漏油 ．甚至还可能使溢流阀因瞬时开启压 力过大而使 阀芯卡死 ， 发生 内漏 ， 造 成作业无力 ， 工作 效率降低 ． 使用寿命缩短 8 ． 3收车后的维护 内容 1 收车后 的维护 以检查 、 清洁为主 ， 维护 、 保养 、 拆卸液压油箱加油盖 、 滤清器 盖、 检测孔 、 油管等部位 时应先彻底清洁后再打开 如发现油缸活塞杆上有击 伤的小点 ． 要及时用油石将小点周 围棱边磨去 ， 以防破 坏活塞杆的密封圈 2 月度维护应 以专业维修人员为主 ， 操作人员参 加进行 ．目的是尽早发现潜在故 障隐患并进行排除或 修复 ． 提高液压系统的寿命 和可靠性 维护 的内容包括 规定必须作定期维护的基础部 件 ， 日常检查 中发现的不利现象而又未及时排除的、 潜 在 的故障预兆等 作业的重点应是检验和快速分析液 压油质 油液达 l 0级过滤 ， 1 2级更换 。 滤芯清洁情况 以及空气 污染情况 的测定 ．汽车起重机工作 2 5 0 h后 ． 不管滤芯状况如何均应更换 3 年度维护应以技术人员和专业技术人员为主 ， 操作人员参加进行 主要是针对液压系统油道 、 油泵 、 油马达 、 油缸 、 操作阀等元件技术性能进行全 面测定 ， 找出问题 。 进行维修或更换 ； 对油质进行实验室分析 ， 如油液性能符合要求 ， 可继续使用 ， 否则更换。 参考 文 献 [ 1 】 李金顺 ． 工程机械液压 系统漏油 的原 因及预防措施【 J J ． 液压气 动与密封 ， 2 0 1 2 ， 2 ． [ 2 】 谭延平 ， 田留宗 ， 谭喜 文． 汽车起重 机合理使 用与维护[ M 】 ． 北 京 机械工业 出版社 ， 2 0 1 0 ． 【 3 】 叶红霞 ， 李金顺 ． 汽车起重机 伸缩机构故障诊 断与排除[ J 1 ． 建 筑机械化 ， 2 0 1 2 ， 6 ． [ 4 】 赵显新． 工程机械液压传动装置原理 与检修【 M 】 ． 沈 阳 辽宁科 学技术出版社 ． 1 9 9 9 ． 【 5 】 杨 殿 宝． 液压设 备 的维护 与管 理初 步【 J 】 ． 液 压气动 与密 封 ， 2 0 1 0 ， 1 2 ． 【 6 ] 贾 文福． 全 液压汽车起重机 原理 ． 结构 维修 [ M 】 ． 上海 上海 交通大学出版社 ． 1 9 9 8 ． [ 7 ] 李 国忠 ， 闫松林 ， 高伟哲． 移动式工程起 重机操作与 维修[ M] ． 北京 化学工业 出版社 ． 2 0 0 8 ． 上 接 第 5 8页 出， 冲液时间为 0 ． 5 s时． 容腔的压力就达到系统最高设 定压力 3 0 MP a 所 以在实际工作中这种油缸有杆腔冲 液憋压的过程很难避免 由于油液的可压缩性才出现 这样 的曲线 ． 如果加大油液 的体积弹性模量 ， 冲液过程 的时间会 更 短 3 ． 3微 泄漏 分析 首先把活塞密封和缸筒之间的微泄漏间隙简化为 0 ． 0 5 mm ／ 的节流孔 这样获得一个微泄漏过程曲线如图 6所示。 需要说明的是 在实际微泄漏过程 中。 由于需要 打破原有有杆腔和无杆腔 的受力平衡活塞才能运动 ． 这样实际收车后油缸往外伸的时间要 比仿真得到的时 间更长 。这使得操作人员收车时很难发现油缸往外伸， 而是在过 了几个小时 以后才发现活塞杆伸 出 加大微 泄漏间隙的面积后仿真 ．得到油缸在微泄漏最初阶段 的运动速度会加快 4结论 1 随车起重机伸缩油缸在工作过程 中所受 到的 径向力较大。在受径 向力作用下伸缩 ． 密封磨损较快 ， 磨损的始终是 同一个位置 2 由于操作 者 的操作 心理 ， 为保证臂 架完全 收 回．听到油缸活塞行程终点的声音才会停止对油缸进 行 回缩操作 ．往往此时在平衡 阀的保压作用下 已经造 成 憋压 3 再加上实际液压油 的压缩性 ， 就造成伸缩臂油 缸这一奇特的 自动外伸现象 4 在一定范围内无论微泄漏孔大小 ， 最终外伸的 长度是一定的 参考 文 献 [ 1 ] 谢建 ． 基 于 A ME S i m 的多级 液压缸建 模与仿 真f J ] ． 机 床与 液 压， 2 0 1 0 ， 7 1 2 6 ． [ 2 ] 冯 斌 ． 液 压油 弹性 模量 提 高方 法 与试 验【 J ] ． 农 业 机械 学 报， 2 0 1 0 ， 3 1 1 9 ． 【 3 】 付 永领． A ME S i m 系统建 模和仿 真 从人 门到精 通[ M ] ． 北 京 北京航空航天大学 出版社． 2 0 0 6 ． [ 4 ] 姜继海． 液压与气压传动【 M】 ． 北京 高等教育出版社， 2 0 0 2 ． 【 5 】 李壮云． 液压元件与系统【 M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 5 ． 【 6 】 张也影． 流体力学[ M】 ． 北京 高等教育 出版社， 1 9 9 9 ．