工程機械液壓系統的維護與故障判斷

張秋英

摘要:本文研究了常見建筑工程機械液壓系統的維護,并對其進行故障分析、判斷及提出合理的解決方案,為房屋建筑機械設備液壓系統正常安全的運作提供了詳細理論指導,提高了工作效率及工人安全指數。

關鍵詞:液壓系統 維護 故障 診斷

中圖分類號:TH137文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)03-0087-02

對于液壓傳動的工程機械而言,液壓系統的正常運行是其良好技術狀況的一個主要標志。合格的液壓油是液壓系統可靠運行的保障,正確的維護是液壓系統可靠運行的根本。為此,本文就一般作業環境中,工程機械液壓系統的維護做粗略的探討。

1 液壓系統的工作原理

為了更好的對工程機械液壓系統進行維護和故障判斷,本文以建筑施工常用的Q2-8型汽車起重機為例,介紹液壓系統的工作原理。Q2-8型汽車起重機是一種中小型起重機,該起重機液壓系統如下圖所示。

這種起重機的作業操作,主要通過手動操縱來實現多缸各自動作。起重作業時一般為單個動作,少數情況下有兩個缸的復合動作,為簡化結構,系統采用一個液壓泵給各執行元件串聯供油方式。在輕載情況下,各串聯的執行元件可任意組合,使幾個執行元件同時動作,如伸縮和回轉,或伸縮和變幅同時進行等。

汽車起重機液壓系統中液壓泵的動力,都是由汽車發動機通過裝在底盤變速箱上的取力箱提供。液壓泵為高壓定量齒輪泵,由于發動機的轉速可以通過油門人為調節控制,因此盡管是定排量泵,但其輸出的流量可以在一定的范圍內通過控制汽車油門開度的大小來人為控制,從而實現無級調速;該泵的額定壓力為21MPa,排量為40min/r,額定轉速為1500r/min;液壓泵通過中心回轉接頭9、開關10和過濾器11從油箱吸油;輸出的壓力油經回轉接頭9、多路換向閥手動閥組l和2的操作,將壓力油串聯地輸送到各執行元件,當起重機不工作時,液壓系統處于卸荷狀態。

2 液壓系統的日常維護

2.1 合理選用液壓油

液壓油在液壓系統中起著傳遞壓力、潤滑、冷卻、密封的作用,液壓油選擇不恰當是液壓系統早期故障和耐久性下降的主要原因。應按隨機《使用說明書》中規定的牌號選擇液壓油,特殊情況需要使用代用油時,應力求其性能與原牌號性能相同。不同牌號的液壓油不能混合使用,以防液壓油產生化學反應、性能發生變化。 深褐色、乳白色、有異味的液壓油是變質油,不能使用。

2.2定期保養注意事項

目前有的工程機械液壓系統設置了智能裝置,該裝置對液壓系統某些隱患有警示功能,但其監測范圍和準確程度有一定的局限性,所以液壓系統的檢查保養應將智能裝置監測結果與定期檢查保養相結合。

(1)250h檢查保養:檢查濾清器濾網上的附著物,如金屬粉末過多,往往標志著油泵磨損或油缸拉缸。對此,必須確診并采取相應措施后才能開機。如發現濾網損壞、污垢積聚,要及時更換,必要時同時更換液壓油。

(2)500h檢查保養:工程機械運行500h 后,不管濾芯狀況如何均應更換,因為憑肉眼難以察覺濾芯的細小損壞情況,如果長時間高溫作業還應適當提前更換濾芯。

(3)1000h檢查保養:此時應清洗濾清器、清洗液壓油箱、更換濾芯和液壓油,長期高溫作業換油時間要適當提前。如能通過油質檢測分析來指導換油則是最經濟的,但要注意延長使用的液壓油,每隔100h應檢測一次,以便及時發現并更換變質的液壓油。

(4)7000h和10000h檢查維護:此時的工程機械液壓系統需由專業人員檢測,進行必要的調整和維修。根據實踐,進口液壓泵、液壓馬達工作10000h后必須大修,否則液壓泵、液壓馬達因失修可能損壞,對液壓系統是致命性的破壞。

2.3防止固體雜質混入液壓系統

清潔的液壓油是液壓系統的生命。液壓系統中有許多精密偶件,有的設阻尼小孔或縫隙等。若固體雜質入侵將造成精密偶件拉傷,發卡、油道堵塞等,危及液壓系統的安全運行。一般固體物質入侵途徑有:液壓油不潔;加油工具不潔;加油和維修、保養不慎;液壓元件脫屑等。

2.4防止空氣和水入侵液壓系統

2.4.1防止空氣入侵液壓系統

在常壓常溫下液壓油中含有容積比為6%~8%的空氣,壓力降低時空氣會從油中游離出來,氣泡破裂使液壓元件“氣蝕”,產生噪聲。大量的空氣進入油液中將使“氣蝕”現象加劇,液壓油壓縮性增大,工作不穩定,降低工作效率,執行元件出現“爬行”等不良后果。另外,空氣還會使液壓油氧化,加速其變質。

2.4.2防止水入侵液壓系統

液壓油中含有過量水分會使液壓元件銹蝕,油液乳化變質、潤滑油膜強度降低,加速機械磨損。除了維修保養時要防止水分入侵外,還要注意儲油桶不用時要擰緊蓋子,最好倒置放置;含水量大的液壓油要經多次過濾,每過濾一次要更換一次烘干的濾紙。在沒有專用儀器檢測時,可將液壓油滴到燒熱的鐵板上,沒有蒸氣冒出并立即燃燒方能加注。

2.5作業過程中的注意事項

2.5.1工程機械作業要柔和平順

作業時產生的沖擊負荷,一方面會使工程機械結構早期磨損、斷裂、破碎,另一方面又使液壓系統中產生沖擊壓力,沖擊壓力又會使液壓元件損壞、油封和高壓油管接頭與膠管的壓合處過早失效漏油或爆管、溢流閥頻繁動作使油溫上升。工程機械作業應避免粗暴,否則必然產生沖擊負荷,使工程機械故障頻發,大大縮短其使用壽命。

2.5.2要注意氣蝕和溢流噪聲

在工程機械作業中要時刻注意液壓泵和溢流閥的聲音,如果液壓泵出現“氣蝕”噪聲,應查明原因排除故障后再使用。如果某執行元件在沒有負荷時動作緩慢,并伴有溢流閥溢流聲響,應立即停機檢修。

2.5.3嚴格執行交接班制度

交班司機停放工程機械時,要保證接班司機檢查時的安全和檢查方便。檢查內容有液壓系統是否滲漏、連接是否松動、活塞桿和液壓膠管是否撞傷、液壓泵的低壓進油管連接是否可靠、液壓油箱油位是否正確等。此外,常壓式液壓油箱還要檢查并清潔通氣孔,保持其暢通,以防氣孔堵塞造成液壓油箱內出現一定的真空度,致使液壓油泵吸油困難或損壞。

2.5.4保持適宜的液壓油溫度

液壓系統的油溫過高會導致液壓油的粘度降低,容易引起泄漏,效率下降;潤滑油膜強度降低,加速機械的磨損;生成碳化物和淤碴;油液氧化加速,油質惡化;油封、高壓膠管過早老化等。為了避免溫度過高;不要長期過載;注意散熱器,散熱片不要被油污染,以防塵土附著影響散熱效果;保持足夠的油量以利于液壓油的循環散熱;炎熱的夏季不要全天作業,要避開中午高溫時間。液壓油溫過低時,其粘度大,流動性差,阻力大,工作效率低;當油溫低于20℃時,急轉彎易損壞液壓馬達、閥、管道等。此時需要進行暖機運轉,啟動發動機后,空載怠速運轉3～5min ,然后以中速油門提高發動機轉速,操縱手柄使工作裝置的任何一個動作(如挖掘機張斗)至極限位置,保持3～5min使液壓油通過溢流升溫。如果油溫更低則需要適當增加暖機運轉時間。

2.5.5液壓油箱氣壓和油量的控制

壓力式液壓油箱在工作中要隨時注意液壓油箱氣壓,其壓力必須保持在隨機《使用說明書》規定的范圍內。壓力過低時油泵吸油不足易損壞;壓力過高時會使液壓系統漏油,容易造成低壓油路爆管。對維修和換油后的工程機械,排盡系統中的空氣后要按隨機《使用說明書》規定的檢查油位狀態,將工程機械停在平整的地方,發動機熄火15min后重新檢查油位,必要時予以補充。

3 液壓系統故障診斷與分析方法

3.1 感觀診斷法

(1)觀察液壓系統的工作狀態,一般有六看:一看速度,既看執行機構運行速度有無變化;二看壓力,既看液壓系統各測壓點壓力有無變化;三看油液,即觀察油液是否清潔、是否變質,流量是否滿足要求,油的黏度是否滿足要求及表面有無泡沫等。四看泄漏,既看液壓系統各接頭處是否滲漏、滴漏和出現油垢現象;五看震動,即看活塞桿或工作臺等運動機構運動時,有無跳動、沖擊等異常現象;六看產品,即從加工出來的產品判斷運動機構的工作狀態,觀察系統工作壓力和流量的穩定性。

(2)用聽覺來判斷液壓系統的工作是否正常,一般有四聽:一聽聲音,即聽液壓泵和系統的噪聲是否過大,液壓閥等元件是否有尖叫;二聽沖擊聲,即聽執行部件換向時沖擊聲音是否過大;三聽泄漏聲,即聽油路板內部有無細微而連續的不斷的聲音;四聽敲打聲,即聽液壓泵和管路中是否有敲打撞擊聲。

(3)用手摸運動部件的溫升和工作狀況,一般有四摸:一摸溫升,即用手摸泵、油箱和閥體等溫度是否過高;二摸振動,即用手摸運動部件和管子有無振動;三摸爬行,即當工作臺慢速運行時,用手摸其有無爬行現象;四摸松勁度,即用手擰一擰擋鐵、微動開關等的松緊程度。聞一聞油液是否有變質異聞。

(4)查閱技術資料及有關故障分析與修理記錄和維護保養記錄等。

(5)詢問設備操作者,了解設備平時的工作狀況。一般有六問:一問液壓系統工作是否正常;二問液壓油最近的更換日期,濾油網的清洗或更換情況等;三問事故出現前調壓閥或調速閥是否調節過,有無不正常現象;四問事故出現前液壓件和密封件是否更換過;五問事故前液壓系統的工作差別;六問過去常出現哪類事故及排除經過。

3.2 邏輯分析法

對于復雜的液壓系統故障,常采用邏輯分析法,即根據故障產生的現象,采取邏輯分析與推理的方法。采用邏輯分析法診斷液壓系統故障通常有兩個出發點:一是從主機出發,主機故障也就是指液壓系統執行機構工作不正常;二是從系統本身故障出發,有時系統故障在短時間內不影響主機,如油溫變化、噪聲增大等。邏輯分析法只是定型的分析,若將邏輯分析法與專用監測儀器的測試相結合,就可顯著地提高故障診斷的效率及準確性。

3.3 專用儀器檢測法

儀器檢測法及采用專門的液壓系統故障檢測儀器來診斷故障,該儀器能夠對液壓故障作定量的監測。國內外有許多專用的便攜式液壓系統故障檢測儀、測量流量、壓力和溫度,并能測量泵和馬達的轉速。

3.4 狀態檢測法

狀態檢測用的儀器種類很多,通常有壓力傳感器、流量傳感器、速度傳感器、位移傳感器和油溫檢測儀等。把測試到的數據輸入計算機系統,計算機根據輸入的數據提供各種信息及技術參數,由此判別出某個液壓元件和液壓系統某個部位的工作狀況,并可發出報警或自動停機等信號。所以狀態檢測技術可以解決僅靠人的感覺器官無法解決的疑難故障的診斷,并為預知維修提供了信息。

4 結論

由于液壓系統固有的優越性,以及在建筑施工中的廣泛應用,其維護及故障分析也就越來越顯得重要了。文章在此基礎上,較詳細地討論了建筑設備液壓故障診斷方法與分析策略,以便工程維修人員將來能在短時間內及時排除液壓故障,使工程機械物盡其用,發揮最大的作用和經濟效益。當然,也正因為液壓系統的固有特點,它與機械,電氣傳動設備故障診斷理論和方法有較大區別,因而還有大量的理論與實際應用問題有待進一步的研究和探索。

參考文獻:

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