工程机械液压系统的维护与故障判断

张秋英

摘要:本文研究了常见建筑工程机械液压系统的维护,并对其进行故障分析、判断及提出合理的解决方案,为房屋建筑机械设备液压系统正常安全的运作提供了详细理论指导,提高了工作效率及工人安全指数。

关键词:液压系统 维护 故障 诊断

中图分类号:TH137文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)03-0087-02

对于液压传动的工程机械而言,液压系统的正常运行是其良好技术状况的一个主要标志。合格的液压油是液压系统可靠运行的保障,正确的维护是液压系统可靠运行的根本。为此,本文就一般作业环境中,工程机械液压系统的维护做粗略的探讨。

1 液压系统的工作原理

为了更好的对工程机械液压系统进行维护和故障判断,本文以建筑施工常用的Q2-8型汽车起重机为例,介绍液压系统的工作原理。Q2-8型汽车起重机是一种中小型起重机,该起重机液压系统如下图所示。

这种起重机的作业操作,主要通过手动操纵来实现多缸各自动作。起重作业时一般为单个动作,少数情况下有两个缸的复合动作,为简化结构,系统采用一个液压泵给各执行元件串联供油方式。在轻载情况下,各串联的执行元件可任意组合,使几个执行元件同时动作,如伸缩和回转,或伸缩和变幅同时进行等。

汽车起重机液压系统中液压泵的动力,都是由汽车发动机通过装在底盘变速箱上的取力箱提供。液压泵为高压定量齿轮泵,由于发动机的转速可以通过油门人为调节控制,因此尽管是定排量泵,但其输出的流量可以在一定的范围内通过控制汽车油门开度的大小来人为控制,从而实现无级调速;该泵的额定压力为21MPa,排量为40min/r,额定转速为1500r/min;液压泵通过中心回转接头9、开关10和过滤器11从油箱吸油;输出的压力油经回转接头9、多路换向阀手动阀组l和2的操作,将压力油串联地输送到各执行元件,当起重机不工作时,液压系统处于卸荷状态。

2 液压系统的日常维护

2.1 合理选用液压油

液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用,液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油,特殊情况需要使用代用油时,应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用,以防液压油产生化学反应、性能发生变化。 深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油,不能使用。

2.2定期保养注意事项

目前有的工程机械液压系统设置了智能装置,该装置对液压系统某些隐患有警示功能,但其监测范围和准确程度有一定的局限性,所以液压系统的检查保养应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合。

(1)250h检查保养:检查滤清器滤网上的附着物,如金属粉末过多,往往标志着油泵磨损或油缸拉缸。对此,必须确诊并采取相应措施后才能开机。如发现滤网损坏、污垢积聚,要及时更换,必要时同时更换液压油。

(2)500h检查保养:工程机械运行500h 后,不管滤芯状况如何均应更换,因为凭肉眼难以察觉滤芯的细小损坏情况,如果长时间高温作业还应适当提前更换滤芯。

(3)1000h检查保养:此时应清洗滤清器、清洗液压油箱、更换滤芯和液压油,长期高温作业换油时间要适当提前。如能通过油质检测分析来指导换油则是最经济的,但要注意延长使用的液压油,每隔100h应检测一次,以便及时发现并更换变质的液压油。

(4)7000h和10000h检查维护:此时的工程机械液压系统需由专业人员检测,进行必要的调整和维修。根据实践,进口液压泵、液压马达工作10000h后必须大修,否则液压泵、液压马达因失修可能损坏,对液压系统是致命性的破坏。

2.3防止固体杂质混入液压系统

清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件,有的设阻尼小孔或缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤,发卡、油道堵塞等,危及液压系统的安全运行。一般固体物质入侵途径有:液压油不洁;加油工具不洁;加油和维修、保养不慎;液压元件脱屑等。

2.4防止空气和水入侵液压系统

2.4.1防止空气入侵液压系统

在常压常温下液压油中含有容积比为6%~8%的空气,压力降低时空气会从油中游离出来,气泡破裂使液压元件“气蚀”,产生噪声。大量的空气进入油液中将使“气蚀”现象加剧,液压油压缩性增大,工作不稳定,降低工作效率,执行元件出现“爬行”等不良后果。另外,空气还会使液压油氧化,加速其变质。

2.4.2防止水入侵液压系统

液压油中含有过量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;含水量大的液压油要经多次过滤,每过滤一次要更换一次烘干的滤纸。在没有专用仪器检测时,可将液压油滴到烧热的铁板上,没有蒸气冒出并立即燃烧方能加注。

2.5作业过程中的注意事项

2.5.1工程机械作业要柔和平顺

作业时产生的冲击负荷,一方面会使工程机械结构早期磨损、断裂、破碎,另一方面又使液压系统中产生冲击压力,冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作使油温上升。工程机械作业应避免粗暴,否则必然产生冲击负荷,使工程机械故障频发,大大缩短其使用寿命。

2.5.2要注意气蚀和溢流噪声

在工程机械作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音,如果液压泵出现“气蚀”噪声,应查明原因排除故障后再使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢,并伴有溢流阀溢流声响,应立即停机检修。

2.5.3严格执行交接班制度

交班司机停放工程机械时,要保证接班司机检查时的安全和检查方便。检查内容有液压系统是否渗漏、连接是否松动、活塞杆和液压胶管是否撞伤、液压泵的低压进油管连接是否可靠、液压油箱油位是否正确等。此外,常压式液压油箱还要检查并清洁通气孔,保持其畅通,以防气孔堵塞造成液压油箱内出现一定的真空度,致使液压油泵吸油困难或损坏。

2.5.4保持适宜的液压油温度

液压系统的油温过高会导致液压油的粘度降低,容易引起泄漏,效率下降;润滑油膜强度降低,加速机械的磨损;生成碳化物和淤碴;油液氧化加速,油质恶化;油封、高压胶管过早老化等。为了避免温度过高;不要长期过载;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;保持足够的油量以利于液压油的循环散热;炎热的夏季不要全天作业,要避开中午高温时间。液压油温过低时,其粘度大,流动性差,阻力大,工作效率低;当油温低于20℃时,急转弯易损坏液压马达、阀、管道等。此时需要进行暖机运转,启动发动机后,空载怠速运转3～5min ,然后以中速油门提高发动机转速,操纵手柄使工作装置的任何一个动作(如挖掘机张斗)至极限位置,保持3～5min使液压油通过溢流升温。如果油温更低则需要适当增加暖机运转时间。

2.5.5液压油箱气压和油量的控制

压力式液压油箱在工作中要随时注意液压油箱气压,其压力必须保持在随机《使用说明书》规定的范围内。压力过低时油泵吸油不足易损坏;压力过高时会使液压系统漏油,容易造成低压油路爆管。对维修和换油后的工程机械,排尽系统中的空气后要按随机《使用说明书》规定的检查油位状态,将工程机械停在平整的地方,发动机熄火15min后重新检查油位,必要时予以补充。

3 液压系统故障诊断与分析方法

3.1 感观诊断法

(1)观察液压系统的工作状态,一般有六看:一看速度,既看执行机构运行速度有无变化;二看压力,既看液压系统各测压点压力有无变化;三看油液,即观察油液是否清洁、是否变质,流量是否满足要求,油的黏度是否满足要求及表面有无泡沫等。四看泄漏,既看液压系统各接头处是否渗漏、滴漏和出现油垢现象;五看震动,即看活塞杆或工作台等运动机构运动时,有无跳动、冲击等异常现象;六看产品,即从加工出来的产品判断运动机构的工作状态,观察系统工作压力和流量的稳定性。

(2)用听觉来判断液压系统的工作是否正常,一般有四听:一听声音,即听液压泵和系统的噪声是否过大,液压阀等元件是否有尖叫;二听冲击声,即听执行部件换向时冲击声音是否过大;三听泄漏声,即听油路板内部有无细微而连续的不断的声音;四听敲打声,即听液压泵和管路中是否有敲打撞击声。

(3)用手摸运动部件的温升和工作状况,一般有四摸:一摸温升,即用手摸泵、油箱和阀体等温度是否过高;二摸振动,即用手摸运动部件和管子有无振动;三摸爬行,即当工作台慢速运行时,用手摸其有无爬行现象;四摸松劲度,即用手拧一拧挡铁、微动开关等的松紧程度。闻一闻油液是否有变质异闻。

(4)查阅技术资料及有关故障分析与修理记录和维护保养记录等。

(5)询问设备操作者,了解设备平时的工作状况。一般有六问:一问液压系统工作是否正常;二问液压油最近的更换日期,滤油网的清洗或更换情况等;三问事故出现前调压阀或调速阀是否调节过,有无不正常现象;四问事故出现前液压件和密封件是否更换过;五问事故前液压系统的工作差别;六问过去常出现哪类事故及排除经过。

3.2 逻辑分析法

对于复杂的液压系统故障,常采用逻辑分析法,即根据故障产生的现象,采取逻辑分析与推理的方法。采用逻辑分析法诊断液压系统故障通常有两个出发点:一是从主机出发,主机故障也就是指液压系统执行机构工作不正常;二是从系统本身故障出发,有时系统故障在短时间内不影响主机,如油温变化、噪声增大等。逻辑分析法只是定型的分析,若将逻辑分析法与专用监测仪器的测试相结合,就可显著地提高故障诊断的效率及准确性。

3.3 专用仪器检测法

仪器检测法及采用专门的液压系统故障检测仪器来诊断故障,该仪器能够对液压故障作定量的监测。国内外有许多专用的便携式液压系统故障检测仪、测量流量、压力和温度,并能测量泵和马达的转速。

3.4 状态检测法

状态检测用的仪器种类很多,通常有压力传感器、流量传感器、速度传感器、位移传感器和油温检测仪等。把测试到的数据输入计算机系统,计算机根据输入的数据提供各种信息及技术参数,由此判别出某个液压元件和液压系统某个部位的工作状况,并可发出报警或自动停机等信号。所以状态检测技术可以解决仅靠人的感觉器官无法解决的疑难故障的诊断,并为预知维修提供了信息。

4 结论

由于液压系统固有的优越性,以及在建筑施工中的广泛应用,其维护及故障分析也就越来越显得重要了。文章在此基础上,较详细地讨论了建筑设备液压故障诊断方法与分析策略,以便工程维修人员将来能在短时间内及时排除液压故障,使工程机械物尽其用,发挥最大的作用和经济效益。当然,也正因为液压系统的固有特点,它与机械,电气传动设备故障诊断理论和方法有较大区别,因而还有大量的理论与实际应用问题有待进一步的研究和探索。

参考文献:

[1] 陈章位.液压设备状态监测和故障诊断技术[J].液压与气动,1995,(2).

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