农业机械液压系统常见故障及维护措施

谈 鑫,王 力,杨亚飞

(江苏农牧科技职业学院,江苏 泰州 225300)

0 引言

液压系统由于其驱动力大、调速范围宽、寿命长等优点,被广泛应用于农业机械,液压系统的正常运行是农业机械正常运行的根本保障。但其长时间在恶劣环境下工作以及维护不当,是导致其故障率相对较高的重要原因。因此,及时排除液压系统故障加强农业机械液压系统的日常维护,对于保障农业机械正常运行、延长农业机械使用寿命、提高作业质量是至关重要的。

1 农业机械液压系统常见故障引发原因及排除对策

1.1 液压系统噪声引发原因及排除对策

1.1.1 液压泵吸空引发异响

液压泵吸空引发的异响主要是以下几方面原因造成:油液储备不足,油管密封能力不足;油箱缺少通透性,大量空气堆积在油箱内;油管口被堵塞,吸油难度随之提升;油液黏度超过既定标准等。为消除异响可采取的措施包括:检查液压泵关联油管与螺栓,拧紧已经松动的零件,之后向油箱加入足够油液;清洗油液过滤装置,更换使用时间较长的过滤元件;添加标准油液黏度的液压油。

1.1.2 液压泵故障引发噪声

液压泵故障导致的噪声主要是轴向相互损耗持续加剧,不利于油液导出;液压泵关联零件使用时间较长,轴承、叶片等长期处于负载状态,精准度略有不足。基于此,可采取的解决措施为仔细研磨轴向间隙,拆解液压泵检查内部结构,及时更换破损严重零件。

1.1.3 控制阀部位引发噪声

控制阀产生噪声的原因主要是控制阀内安装的调压弹簧无法正常使用,控制阀座损耗严重,密封性较差,控制阀孔和控制阀芯之间距离较大,高位油与低位油贯通,控制阀开口直径低于正常标准,油液流动速度较快等。基于此,应及时更换已经损坏的调压弹簧;修复损耗严重的控制阀座,提升阀动灵活性;清理阻尼孔;仔细研磨控制阀孔,替换无法正常使用的阀芯;根据具体情况重新设置进出口压差。

1.2 液压系统无法运转或压力难以提高的原因及排除对策

1.2.1 液压泵

液压泵故障是导致液压系统无法运转的重要原因,常见问题包括泵进出口连接错误;泵吸油难度较高;泵轴向与径向相互交错。基于此,需采取重新安装泵的进油口与出油口;拧紧已经松动的系统零件;对液压泵进行检查,及时更换损坏零件。

1.2.2 液压泵电机

液压泵电机故障原因:电机线路连接不当;电机功率较低无法维持正常运转,电机转速较低。基于此,需梳理电机接线走向,测定之后重新设置电压电流。

1.2.3 控制阀

压力阀阀芯无法正常运转;弹簧变形或不能正常使用;系统运行过程中油液通过控制阀外泄,高位油与低位油混合;阻尼孔被堵塞。维修时应检修压力阀,更换阀门阀芯;更换变形弹簧;替换损耗元件;清理阻尼孔保证通畅。

1.3 油液故障成因及处理措施

所谓液压油污染即是空气、杂质等混入液压油当中,油液纯净度下降导致系统无法稳定运行,系统运行期间出现一系列故障,进而缩短农业机械液压系统生命周期。

1.3.1 油液中混入空气

加油方式错误、油管接口处松动、油封破损、油液管道损坏等都会导致空气混入油管。油液与空气接触之后会出现细小气泡,如果大量空气混入油液,会产生密集型气泡,难以满足系统运行要求,而且运行过程中系统振动频率发生改变,出现异响,压力涨幅不易控制、液压元件工作状况出现异常,运动零件保持爬行工作状态,定位精准度略有不足,设备没有按照系统指令执行相应动作等情况。面对混入空气的液压系统,工作人员应采取科学有效的方式导出空气[1]。要从源头入手规避空气混入,最为有效的方法是对系统进行密封测试,更换密封能力不佳零件,及时拧紧已经松动的零件。

1.3.2 油液中混入水分

农业机械设备工作环境较为恶劣,一般是在露天环境下开展相关作业,因此设备运行过程中雨水极易混入液压系统。除此之外,温度变化较大会使空气中的水分子演变为水珠,从而进入系统内,水冷却器若无法正常工作同样会使水珠滴入油液当中[2]。当油液水分占比达到一定比例之后,液压油会变得更为浑浊。如果系统所用油液并不具备良好抗乳化能力,即便长时间处于静止状态油水依旧保持混合状态,简单来说即是油液始终浑浊。长此以往,液压系统相关元件必然会出现锈渍现象,从而减弱液压油的润滑能力,增加工作损耗,进而增加农机液压系统的运行能耗。零件生锈之后脱落的残渣会随系统运行不断移动,进而使系统完全生锈,产生更多残渣或其它杂质,最终导致液压元件彻底无法工作,引起液压系统工作故障,降低工作效率。除上述内容之外,水混入油液不只会生成铁锈,还会导致液压油酸值增加,抗乳能力削弱,进而降低液压油质量[3]。要想防止水分混入系统内,可采取下述措施:油箱盖表面不得附着水滴,定期检查系统各元件工作状况;如果油液当中水分占比超过允许标准,应采取有效措施排除水分,或者重新向系统内加入液压油。

1.3.3 油液中混入杂质

农业机械设备运行环境通常较为恶劣,杂质不可避免的混入液压系统内,降低液压油的纯净度,腐蚀油箱并生成新的杂质。杂质主要通过以下几种方法混入液压系统:第一是基于环境侵入,例如农业机械设备在风沙环境下作业,多数杂质主要通过不断运动的零件混入液压系统;第二是内部遗留,主要是指油箱、管道内杂质没有被完全清除,导致液压油纯度降低;第三是生物污染,这是系统零件相互摩擦带来的结果,由此生成的杂质会引发各种问题,甚至影响系统运行[4]。油液杂质会干扰液压缸运行,杂质与缸体接触过程中使磨损持续加剧,泄油量因此持续增加,容积空间逐步缩小,油液杂质致使活塞被堵塞,油缸不能正常运转,系统彻底丧失工作能力[5]。为避免杂质混入液压油中,维修液压系统前需清除各类元件附着的杂质;油液倒入液压系统之前对油箱进行检查,清除内壁附着杂质;加油过程需装配对应过滤网;机械设备正式运行之前油箱必须保持密封状态,定期检查及时更换受损零件,做好油箱清洗与油液更换工作。油液混入杂质会加剧零件损耗,零件生命周期随之缩短。

2 农业机械液压系统的维护与保养策略

2.1 提升农机操作人员专业技能

操作人员的专业技能水平高低直接影响着农机液压系统的质量,提高农机操作人员的专业技能水平,可以参考以下几个方面:一是要加强农机操作员对液压系统理论知识的学习,掌握液压系统结构和工作原理,了解液压系统功能及相关元件的作用,二是要鼓励农机操作人员积累经验,归纳记录常规情况下设备运行期间生成的数据资料,以便发生故障时能够利用经验及时锁定原因,保证作业效率。例如当农机液压系统执行元件动作时出现异响,其原因可能是系统的过滤网堵塞或者是液压泵进油时混入空气,从而导致进油侧的阻力增大而出现异响,这种情况下需要清洗滤网检查进油侧密封性必要时需要更换液压油。三是要加强农机操作人员技能培训,学习农机液压系统维修保养技能,提升安全意识,减少不规范操作、避免人为故障。

2.2 避免杂质进入液压系统

农业机械液压系统结构复杂,其中涉及大量高精度结构零件,如果杂质进入液压系统会造通流截面减小甚至堵死,严重影响系统工作性能;会加速液压元件磨损,从而造成相关元件寿命缩短,增加使用成本;会加快密封件磨损,使其提前损坏失效;杂质若进入液压元件的滑阀间隙,会卡住滑阀,导致执行机构无法正常动作;杂质若进入吸油口还会使过滤器堵塞,造成液压泵吸力不足,从而出现气穴现像。同时杂质的进入会使液压油提前变质,缩短液压油寿命,增加成本。

如果注油环节缺乏规范性,很有可能导致杂质混入油箱。因此注油期间维护人员要注意以下几点,首先要保证油液纯净度满足运行要求,其次选择洁净工具进行注油。除此之外,使用符合要求的清洁油清洗液压系统,并加强温度控制力度,最大限度清除杂质,而且要反复清洗液压系统。

设备保养维护阶段同样是规避杂质进入系统的关键环节,维护保养时应尽量清理器盖、检测孔等附着的杂质,拆卸或安装之前对其进行全面清理,降低杂质混入概率。

2.3 避免水和空气进入液压系统

系统液压油中水分占比若超过安全标准,会使系统的液压元件生锈,液压油变质,从而降低润滑效果,加速液压元件的磨损,造成故障增加使用成本,因此应在使用过程中尽量避免水的入侵;常温常压下液压油中空气含量6%-8%,当液压系统工作压力降低,液压油中的空气和油分离,油气分离时气泡会破裂发生“气蚀”现象。如果液压油中的空气含量超过安全标准,“气蚀”现象会更加严重产生刺耳的噪音,与此同时空气含量超标的话,液压油压缩性会增加,导致整个液压系统工作不稳定,执行元件动作缓慢最终降低了整个农机设备工作效率甚至会出现故障。此外,液压油会在空气作用下发生氧化反应,加速变质。因此应在使用过程中尽量避免空气混入,应注意以下几点:一是更换液压油后,应及时排除系统内的空气。二是油泵的吸油管口应完全浸入油液内绝对不得露出油面,吸油管道确保密封。三是保持油泵驱动轴密封性良好,使用“双唇”油封,因为“单唇”油封只能保证单向密封,不具备双向密封能力。

2.4 选用合适的液压油

液压油是农机液压系统中不可或缺的工作介质,它不仅可以传递压力,还可以提升液压系统零件间的润滑能力,从而减少损耗。但需要注意的是,不同型号的液压油绝对不可混合使用。因为不同的液压油化学机理不同,混合后可能会发生化学反应,导致液压油性能发生变化,降低液压系统的工作效率,甚至还会导致液压系统故障,从而影响机器的可靠性和稳定性。所以在更换液压油的作业中一定要将液压油排放干净后再更换新的液压油。一般情况下,液压油选择缺乏合理性是导致液压系统运行出现故障的主要原因,因此用户要结合系统类型选择合适液压油。

3 结语

液压系统作为农业机械中的重要组成部分,是农业机械正常运行的根本保障,为使液压始终处于稳定工作状态,要做好农机检测工作,预判可能出现的各类故障,及时的开展液压系统维护检修工作,只有这样才能保证液压系统的工作效率,才能保证农业机械长期高效的运行,使其更好的服务于农业生产。