履带式挖掘机液压系统的维护周期研究

孙 敏

(吉林交通职业技术学院，吉林 长春130012)

1 履带式挖掘机的液压系统分析

履带式挖掘机是工程建设中不可或缺的重要机械设备之一，大部分工程的基础建设都需要用到该设备，尤其是在工程机械化水平不断提高的今天，该设备在工程施工建设中的作用越来越大。 履带式挖掘机归属于全液压机械设备的范畴， 其较为典型的特点是行走速度缓慢、能够适应多种复杂的施工作业环境、液压系统预防性维护难度较大等等。

1.1 液压系统的构成

履带式挖掘机的液压系统实质上就是各种液压元件和管路的有机组合体，该系统的功能主要是以液压油为介质，借助液压泵将机械能转换为液压能进行传递，再通过各种液压执行元件将液压能转换为机械能，从而完成挖掘机的各种动作。 无论是国产还是进口的履带式挖掘机的液压系统基本上都是由以下三个独立的油路组成∶即主油路、控制油路以及泄油路。 根据所实现的功能不同又可将主油路分为如下三个部分，即工作机构系统回路、行走系统回路、回转系统回路。

1.2 液压系统的类型

大体上可将履带式挖掘机的液压系统分为以下几种类型∶

1）根据液压泵本身特性的不同，可将系统分为定量和变量两种类型；

2）根据液压油循环方式又可将系统分为开式和闭式两种类型；

3）根据向各个执行元件的供油方式可将系统分为串联和并联两种类型；

4）根据液压系统当中液压泵的数量又可分为单泵、双泵和多泵三种类型。

2 履带式挖掘机液压系统的维护周期研究

对履带式挖掘机液压系统的维护具体可分为两个部分∶一部分是维护；另一部则是维修，所以对其维护周期的研究也应当从这两方面着手。

2.1 维护周期

2.1.1 液压系统维护周期分析

从技术性能的层面确定液压系统维护周期，能够使系统本身始终处于最佳的工况， 这对于延长系统以及挖掘机的使用寿命非常有利。但是因为这种确定方法仅仅从液压系统本身为出发点，并未充分考虑设备使用的经济性， 这就导致了由此确定出来的维护周期相对较短，无法使设备的最大效能得以充分发挥， 从而降低了设备的使用效率，也间接影响了经济效益； 如果从生产效率的层面来确定维护周期，那么为了提高生产效率则可以适当对维护周期进行延长，虽然从理论的角度上讲，这种方法是可行的，但是由于挖掘机在实际工作中难免会出现各种故障，这样便会使生产效率受到影响，并且故障的发生具有不确定性，故此以生产效率为依据确定液压系统的维护周期很难保证结果的准确性。 除此之外，液压系统维护周期的长短还与其技术状态有着非常密切的关联，具体而言，挖掘机液压系统的技术状态越好，维护周期便可以随之相应延长，若是技术状态不佳时，维护周期则需要随之适当缩短。 通过大量的试验分析得出了这样一个结论∶挖掘机的额定工作时间越长，生产率系数越小，液压系统的维护周期就越长。这是因为在实际生产中，挖掘机能够长时间工作，表明其技术性能良好，所以可延长维护周期。 但必须注意的是，如果在密度和工作量较大的前提下，则不可采用这种方法确定液压系统的维护周期，因为高强度的生产作业会使设备出现疲劳损坏的情况， 此时的维护周期则应缩短。

2.1.2 液压系统最佳维护周期的确定

通过上述分析可知，最为合理的系统技术维护周期，应使随着机械使用时间的增长而随之不断减小的函数， 并非是一个固定的数字。为此，我们可以根据平均递减的方法来对液压系统的最佳维护周期进行确定，其表达式如下∶

在上式中，T生opt代表的是根据液压系统实际生产效率计算出来的最佳维护周期；i 则表示第i 次的系统技术维护；T可靠opt代表的是按照系统本身可靠度计算得出的最佳维护周期；n 表示一个维修周期之内的计划维护次数。 在实际应用中，将所有的结果代入到式（1）当中，便可以准确计算出履带式挖掘机液压系统的最佳维护周期。

2.2 维修周期

2.2.1 小修时间

在对挖掘机液压系统进行维修的过程中， 故障诊断是关键性环节，诊断时采用的主要仪器设备为压力表，这种诊断一般都是在故障部位已知的条件下进行，压力表的作用则是对故障诊断的准确性进行验证。为此，除了油管破裂等较为明显的故障之外，其余大部分故障的原因都无法直接获得，这就导致了往往需要花费几天甚至几十天来查明故障原因。 但在不断的维修中人们总结出了一个规律，即挖掘机的液压系统首次出现某种类型的故障时诊断难度大，耗时较长，但同类型的故障再次出现时则只需很短时间便能查明原因，由此可将液压系统的小修时间确定为8h。

2.2.2 大修时间

通过对挖掘机生产厂家提供的相关资料进行研究分析后发现，大部分挖掘机液压系统的大修工时为350h 左右， 按照液压系统的特点以及挖掘机大修工艺流程所耗费的时间，取0.8 作为折减系数，液压系统平均大修的时间为280 工时，根据下式便可计算出液压系统的最佳维修周期∶

经过取整之后，履带式挖掘机液压系统的首次大修周期可确定为9210h，按照相应的递减，第二次大修周期为6620h，第三次大修周期为5060h。

3 结论

综上所述，由于大部分工程项目的时间都比较紧张，若是对履带式挖掘机的液压系统进行经常性的维护和维修， 势必会影响施工进度， 故此合理确定履带式挖掘机液压系统的维护周期显得尤为重要。这不但能够提高机械设备的使用寿命和工作效率，而且还能创造出更大的经济效益。

［1］沈戈.工程机械液压系统动态可靠性建模理论及其仿真研究[D].东南大学，2012.

［2］何丽妍.中型液压挖掘机工作装置机液联合仿真分析及阀体优化研究[D].吉林大学，2013.

［3］王永和.谭众业.进口液压挖掘机液压系统使用应注意的问题[J].现代化农业，2009（10）.