农业机械液压系统的使用和维护

孟朝霞，李 娜

(济宁职业技术学院，山东 济宁 272000)

0 引言

液压系统与传统的机械系统相比，具有功率高、结构紧凑、配置方便、可靠性及耐用性较强等特点[1-2]，在各个工业生产中得到了广泛的应用，与气动系统及电气驱动系统相比，优势如表1所示。液压系统主要以运动液体为介质，进行工作能量转换[3]。农业机械液压系统中的各个元件及工作过程都在闭环管路中进行，与传统机械装置相比，工作原件及故障发生具有一定复杂性、隐秘性及多样化等特点[4]，故障发生后不易直观查出故障原因，严重时还会导致农业机械设备受到严重损坏，影响农业机械的田间作业，造成一定的经济损失。因此，正确使用农业机械液压系统，及时排除工作故障并做好农业机械液压系统的日常保养工作是稳定农业机械田间工作效率的重要基础与条件[5-6]。

表1 液压系统、气动驱动及电气驱动系统相比[8]

1 农业机械液压系统的基本结构

农业机械液压系统主要包括管路系统、能源系统、执行系统、调节控制系统、辅助系统及工作介质等[7]。

管路系统主要包括工作管路、连接管路、控制管路、交叉管路等，是农业机械液压系统的基本组成部件。

能源系统主要功能是将原动机的机械能量转换为压力能，主要是由液压泵完成能量的转换，保证整个系统的正常运行，其中电动机是常见的液压泵之一。

执行系统主要功能是将液压油的压力能转变为机械能，并对外做功，常见的液压系统执行装置主要为液压缸；另外液压马达也是常见的执行装置之一。常见的液压泵主要有单向定量液压泵、双向定量液压泵；液压马达主要包括单向定量马达、双向定量马达、单向变量马达、摆动马达等。

调节控制系统主要功能是调节液压系统中的压力及流量流动的方向，其中主要零部件为电磁转向阀、节流阀及溢流阀等。

辅助系统主要是指除能量系统、执行系统及调节控制系统外的其他装置，如油箱、滤油器及空气滤清器等，其他还有过滤器、污染指标过滤器、加热器、流量计、压力继电器、压力指示器、冷却器、蓄能器、除油器、液面计等，同样对于稳定液压系统的稳定运行具有重要的作用。

工作介质主要是指液压油或其他流动液体等。

2 农业机械液压系统的规范使用

2.1 液压泵

液压泵是液压传动系统中的重要能源装置，是液压系统中的能量转换装置，用于液压系统各个零部件的执行动力。液压泵主要分为定量泵与变量泵。液压泵使用注意事项与要点如下。

1)液压泵启动时应该先点动数次，当液压油方向和流动声音都正常后，低压运行10 min左右再进行正常使用；

2)由于液压油的黏度主要受到系统温度的影响而逐渐变化，系统运行温度升高后，会导致液压油黏度降低，所以在系统运行过程中应保证液压油温度在60 ℃左右，在选用液压油时应选择受温度变化较小的液压油，且液压油具有较好的化学稳定性及抗泡沫性，在使用过程中应保证液压油的洁净，不得混合其他杂质与腐蚀性物质，在液压油使用前必须经过过滤(≤25 μm)，再加至液压油箱。

2.2 液压控制阀

液压控制阀属于一种调节控制装置，在选取液压控制阀时应满足制造精度高、阀芯运动灵活、工作性能可靠等特点，在进行工作时应注意液压控制阀的工作压力低于额定压力，实际流量低于其额定流量，应注意其额定电压与交直流电的匹配关系。

3 农业机械液压系统常见故障及维修方法

3.1 常见的故障诊断方法

随着计算机技术、人工智能技术及网络通信技术的逐渐发展，液压系统的故障诊断由传统的人工分析向虚拟化、精度化、交叉化、智能化、网络化等转变[9-10]。

3.1.1 虚拟化

虚拟化主要是指利用相关故障诊断设备进行测量，其计算机开发环境友善，相关用户及操作者不需要掌握专业的知识就可以根据自己的选择进行故障诊断。

3.1.2 高精度化

高精度化是指在故障信号处理方面提高信号的分析功能，由于液压系统内部的变化规律是非线性变化，在工作过程中容易发生突变，传统的故障信号检测装置只适用于稳态故障信号的分析，因此不适用于故障诊断与分析。目前，常见的液压系统故障信号处理主要利用小波分析，基于小波理论应用于信号处理，可以提高故障信号的分辨率，提高故障诊断的精度。

3.1.3 智能化

随着人工智能技术的逐渐发展，尤其是人工神经网络技术及专家诊断技术在故障预测与分析中的进一步发展与应用，可以解决农业机械液压系统故障隐蔽性与复杂性的问题，是目前液压系统故障诊断的主要发展趋势。

3.1.4 网络化

随着农业机械向大型化及集装化方向发展，农业机械液压系统也逐渐向大型化、复杂化等方向发展，当农业机械在田间工作出现故障后，维修人员及专业售后人员无法及时达到工作地点，故障无法进行及时排除就会延误农时，造成不可挽回的经济损失。随着远程在线监测与故障诊断系统的开发，就可以实现远程故障诊断，极大地提高故障解决的效率。在各个液压系统分厂建立监测点，并引进在线故障监测所需的设备，可以及时上传到分厂诊断中心。当农业机械液压系统出现故障后，系统监测设备首先做出响应，并及时进行报警，厂家进行初步故障诊断与判断，得出故障诊断的结论，给出相关的解决方案，并及时通过网络传递给用户。

3.2 常见故障与诊断方法

3.2.1 柱塞泵常见故障与分析

1)柱塞泵输出流量不足，主要是由于柱塞泵的转向不对、油管漏气及液压油黏度过高等原因。

2)柱塞泵出现泄漏，主要是由于柱塞泵密封不足，或者液压油黏度过低造成泄漏现象。

3)柱塞泵压盘损坏，会造成柱塞泵无法进行吸油，应及时进行压盘的更换。

4)输出流量波动，主要是由于变量控制机构工作不良引起，出现这种故障应及时拆开液压泵检查是否出现零部件受损，及时进行更换，提高系统控制压力。

5)柱塞泵出现振动或者噪声，主要是由于轴承、传动机构及联轴器出现磨损，装配零部件或者螺钉松动等产生振动和噪声。

6)柱塞泵卡死，主要是由于柱塞与缸体卡死或者柱塞球头折断等原因。

3.2.2 齿轮泵常见故障与排除

齿轮泵常见故障及故障排除方法如表2所示。

表2 NB系列齿轮泵常见故障与排除方法

4 结论

液压系统与传统的机械系统相比，具有功率高、结构紧凑、配置方便、可靠性及耐用性较强等特点，在农业生产中得到了广泛的应用，与传统机械装置相比，工作原件及故障发生具有一定复杂性、隐秘性及多样化等特点，故障发生后不易直观的查出故障原因，严重时还会导致农业机械设备受到严重损坏，影响农业机械的田间作业。为了提高农业机械中液压系统的使用稳定性，本研究首先介绍了农业机械液压系统的基本结构及工作原理，提出农业机械中液压系统的规范使用及常见故障类型，为了降低农业机械液压系统的故障发生概率，提高农业机械的稳定性，提出农业机械液压系统的日常保养要点与维修技术，研究结果对于推动我国液压技术的发展提供参考。