工程机械液压系统的维护及故障诊断技术研究

金 莹， 董亚兰

JIN Ying,DONG Ya-lan

（咸阳职业技术学院 机电工程系，咸阳 712000）

0 引言

对于带有液压传动的工程机械来说，它们良好运行的主要标志就是液压系统正常，而可靠运行的保障是使用合格的液压油，在日常的管理和使用过程中正确的维护它们，出现故障后及时、正确的维修，杜绝带病作业，这样才能保证工程机械液压系统的稳定可靠工作。

1 液压油的选择与液压系统的清洗

液压系统中传递压力、润滑、冷却、密封的就是液压油，液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因就是液压油选择不恰当。使用者应该按照工程机械《使用说明书》中要求的牌号使用液压油，万不得已需要使用代用油的，最大限度的保证其性能与原牌号性能相同。不能混合使用不同牌号的液压油，以防产生化学反应、性能发生变化等，变质的液压油不能使用。

液压系统中有许多具有阻尼小孔或者有缝隙的精密偶件，如果在加油时有固体杂质进入将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，将影响液压系统的运行性能。防止液压油通过以下途径进入液压系统：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。注意以下几点：

1）必须加注经过过滤的液压油，使用清洁的加油工具。加油时不应该拿掉加油口上的过滤器。为了防止固体杂质和纤维进入油中，加油时工作人员应该穿着干净的工作服和佩戴洁净的手套。

2）避免系统油路管道接触扬尘，注意保护油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位，打开之前要彻底清洁。为了防止水进入油箱，避免用水冲洗油箱盖。应使用不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤来擦拭和敲打油箱盖。

3）清洗时需要反复清洗几次，一定选用与系统所用牌号相同的清洗油，其温度控制在45到80℃范围内，持续大流量的进行冲洗，便于将系统中的各种杂质冲走，冲洗完毕要及时将清洗油放出系统。

2 避免空气和水侵入液压系统

液压油中含有的容积比为6%～8%的空气，随着压力的降低从液压油中游离出来，容易“气蚀”液压元件，随着“气蚀”现象的持续，液压系统的工作将不稳定，效率降低，出现爬行现象。

空气能够加速液压油的氧化，使其变质，避免控制的影响要做到以下几点：1）对系统进行换油后应按规定的要求，排除空气，再作业；2）不能将油泵的吸油管口露出油面，务必密封好；3）油泵驱动轴的油封需要使用“双唇”正品油封，不可以使用其他替代品。4）过量的水分入侵，容易锈蚀液压元件、降低润滑油膜强度，机械磨损加速。

3 工程机械作业时需要注意的问题

1）为了避免产生冲击负荷、降低故障频率，延长机器的使用寿命，机械作业应柔和、避免粗暴。防止机械结构件早期磨损、断裂、破碎，预防液压系统中产生冲击压力，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、溢流阀频繁动作油温上升等。严格执行操作规程是有效避免产生冲击负荷的有效途径；为了不使工作装置构件运动到极限位置产生强烈的撞击不能过猛的开关液压阀；由于每台工程机械操作系统的自由间隙都不一样，各个连接部位的间隙也不一样，这是每台设备所特有的，这就要求操作设备的人员，要认真探索，了解设备的状况，在操作过程中修正相应的动作以让设备达到完美的工作状态，在长期的操作作业中积累经验，养成良好的操作习惯。

2）要注意气蚀和溢流噪声，严格执行交接班制度。液压泵出现气蚀噪声，经排气后不能消除的，应查明原因排除故障后再使用。如果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。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。

3）保持适宜的油温。为了避免液压系统温度过高，避免工程机械长期过载工作，避免散热器散热片被油污染，防止影响散热效果，为了促使液压系统循环散热应有足够的液压油；夏季白天气温过，尽量避开中午高温时段作业，也不要全天持续作业。30～80℃为液压系统的工作温度，液压系统的油温过高会导致油的粘度降低，容易引起泄漏，效率下降；然而油温过低时，油的粘度增大，流动性变差，阻力增大，机械的工作效率也会随之降低。

4）液压油箱气压和油量的控制。压力式油箱在工作中要随时注意油箱气压，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，油泵吸油不足易损坏，压力过高，会使液压系统漏油，容易造成低压油路爆管。

4 工程机械液压系统故障的特点

工程机械的主要工作机构多为全液压驱动装置，且多为中、高压系统。在实际使用中，往往出现液压系统各执行元部件动作迟缓，驱动无力，甚至整个机构不能动作等故障。从外观上很难立即判断出哪个部位的液压元件损坏，在施工现场由于受检测手段和拆装条件限制，其故障点更是难以断定。

5 故障的现场检测与诊断

5.1 检查前的准备和工作要领

1）仔细听取机械操作人员对故障情况的介绍。

2）对照实物仔细分析液压系统原理图。

3）在未确定故障点位置时，不要随意拆卸该部位的液压元件，更不能轻易地将其液压元件解体检查。

4）在没有检查出故障原因前，不要轻易调整或更换各种控制阀。

5.2 对整机液压系统检查方法和步骤

1）根据故障征兆，初步确定故障点的范围。一台工程机械的液压系统，一般是由两个或两个以上液压泵组成各自的子系统，通过动作观察，压力读数，参照液压系统图分析，基本可以判断是那一套子系统发生的故障。

2）检查液压循环油路的情况。

（1）检查油面位置，检查箱底沉淀物和水。

（2）检查主面油滤清器。若有块状金属或有机物，或大量一种金属粉末，可能是本系统某元件损坏的脱落物，可根据其材质、形状断定是属那个部位的损坏所致。

（3）检查油质。有条件时应作粘度、含水量和酸值化验。并了解前次换油的时间和油质。

5.3 现场的初步检查与诊断

1）维修人员凭感官和经验，通过看、听、摸、闻、问等方法判断故障原因。看：看执行元件是否爬行、无力、速度异常，液位高度、油液变质及外泄漏，测压点工作压力是否稳定，各连接处有无泄漏及泄漏量；听：听泵和马达有无异常声响、溢流阀尖叫声、软管及弯管振动声等；摸：摸系统元件的油温和冲击、振动的大小；闻：闻油液是否变质、轴承烧坏、油泵烧结等；问：询问设备操作者，了解液压系统平时工况、元件有无异常、设备维护保养及出现过的故障和排除方法。

2）参数测量法指根据需要测得系统回路中某些工作点处的参数，将其与系统工作正常值比较，判断出系统是否正常，是否有故障，及故障所在部位。

3）逻辑分析法指根据元件、系统、设备三者逻辑关系和故障现象，通过研究液压原理图和元件结构，进行逻辑分析，找出故障发生部位。

4）堵截法指根据液压系统的组成及故障现象选择堵截点。堵截法是通过观察系统压力和流量的变化，从而找出故障的方法。

5）进行必要的具体操作。有时驾驶员对机器故障的因果关系陈述不清，致使故障诊断困难，这时进行必要的现场操作将起到事半功倍的效果。

6）液压泵的内泄漏诊断方法。若为柱塞泵可打开液压泵壳体，观察其对油箱的泄漏油口，启动主机，让执行元件作不动作，无负荷动作和重负荷动作三个阶段来考察。若漏油口排油量不大，说明液压泵内泄漏量不大；反之，说明液压泵已损坏。

7）溢流阀的诊断方法。打开溢流阀对油箱的回油口，启动液压泵，执行元件不动作和无负荷动作时，溢流阀回油口应无油排出，在重负荷时会有大量的油喷出。若不操作，补油子系统应达到调定压力才排油，如果在无负荷或者在固定压力的80%以下就大量排油，该溢油阀芯可能卡住或已损坏需要拆检。若达到规定压力的80%左右才大量排油，应将它调到规定值，若调不上去，则说明其密封线损坏的可能性最大。

6 结论

对机械化施工企业来说，工程机械技术状况的良好与否是企业能否正常生产的直接因素。就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。

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