挖掘機液壓油路故障分析與維修

李曉靜，馬建軍

（河南工業職業技術學院，河南南陽473009）

隨著我國基礎設施建設的大力投入和發展，液壓挖掘機已成為重要的土石機械，被廣泛應用于工程中。針對液壓挖掘機液壓系統經常出現故障的問題，通過對液壓系統故障原因的分析，提出了相應的解決措施，并指出了液壓系統故障診斷時應遵循的一般原則及注意事項。

1 液壓挖掘機的工況介紹

（1）挖掘。通常以鏟斗缸或斗桿缸進行挖掘，或兩者配合進行挖掘，主要是鏟斗和斗桿的復合動作。

（2）滿斗回轉。動臂液壓缸將動臂頂起，滿斗提升，同時回轉液壓馬達使轉臺轉向卸土處，主要是動臂和回轉的復合動作。

（3）卸載。轉到卸土點時，轉臺制動用斗桿液壓缸調節卸載半徑，然后鏟斗液壓缸回縮，鏟斗卸載。

（4）返回。卸載結束，轉臺反向回轉，動臂液壓缸和斗桿液壓缸配合，把空斗放到新的挖掘地點，是回轉和動臂或斗桿的復合動作。

（5）行走時復合動作。在正常行走時，主泵1給左行走馬達供油，主泵2給右行走馬達供油。當同時操縱工作裝置或進行回轉作業時，如果某一液壓元件動作，使某一油泵分流供油，可能造成一側行走速度降低，特別是當挖掘機進行裝車卸車行走時，行駛偏斜會造成事故。這時直線行走閥起作用，主泵1輸出的油量一部分供給工作裝置回路，其余的與主泵2輸出的壓力油借助直線行走閥合流，然后重新分配給左右行走馬達，保證挖掘機直線行駛。

2 故障分析及解決措施

液壓挖掘機液壓系統的主要故障多數是由液壓油過熱、進空氣、污染、油泄漏造成的，對造成這些故障的原因進行分析并采取相應的預防措施很重要。

2.1 液壓油泄漏

液壓系統一旦發生泄漏，將會使系統壓力建立不起來，還會造成環境污染，影響生產，甚至產生無法估計的嚴重后果。泄漏產生的主要原因及解決措施有：

（1）設計因素。由于設計中密封結構選用不合理.密封件的選用不合乎規范。另外，由于工程機械的使用環境中具有塵埃和雜質，由于沒有選用合適的防塵密封，致使塵埃等污物進入系統破壞密封而產生泄漏。應在選用和設計密封件的時候，考慮液壓油與密封材料的相容型式、負載情況、極限壓力、工作速度高低、環境溫度的變化等，選擇合理的密封件，當在惡劣的環境下工作時，要選用合適的防塵密封。

（2）制造和裝配因素。所有的液壓元件及密封部件都有嚴格的尺寸公差、表面處理、表面光潔度及形位公差等要求。由于在制造過程中超差，使得密封件就會有變形、劃傷、壓死或壓不實等現象發生，使其失去密封功能；液壓元件在裝配中的野蠻操作，過度用力將使零件產生變形，特別是用銅棒等敲打缸體、密封法蘭等。這些原因都可以破壞密封而產生泄漏，應在設計和加工環節中要充分注意密封部件的設計和加工，還要選擇正確的裝配方法。

（3）零部件損傷。密封件是由耐油橡膠等材料制成的，由于長時間使用發生的老化、龜裂、損傷等都會引起系統泄漏。如果零件在工作過程中受碰撞而損傷，會劃傷密封元件造成泄漏。要選擇合適的密封件，延長其老化時間，并注意對密封件的保護，避免其被別的部件劃傷。

2.2 液壓油污染

液壓油的污染，會造成堵塞液壓元件，引起動作失靈，影響工作性能或造成事故，還可能引起濾網堵塞，并可能使濾網完全喪失過濾作用，造成液壓系統的惡性循環；還會加速元件磨損，污染顆粒在液壓缸內會刮傷缸筒內表面，加速密封件的損壞，使泄漏增大，引起推力不足或者動作不穩定、爬行、速度下降、異常噪聲等故障現象，嚴重影響系統的穩定性和可靠性；還會加速油液性能的劣化，污染顆粒長期存在，會與油液發生一些反應，反應的生成物會腐蝕元件。其主要原因及解決措施有：

（1）作業環境粉塵多，系統外部不清潔。液壓系統長期在粉塵污染嚴重的場地作業時，最好2個月過濾一次油液，大概半年更換一次進油濾油器。

（2）在加油、檢查油面和檢修作業時，雜質被帶入系統，通過被損壞的油封、密封環進入系統。在加油、檢查油面和檢修作業時，要保證外部環境的清潔。拆下來的各部件要保持清潔，防止其受到污染。

2.3 液壓油過熱

液壓油過熱會造成液壓油粘度、液壓系統工作效率均下降，嚴重時甚至使機械設備無法正常工作；液壓系統的零件因過熱而膨脹，破壞了原來正常的配合間隙，導致摩擦阻力增加，液壓閥容易卡死，并可能加速橡膠密封件老化、變質、破壞，使液壓系統嚴重泄漏；還會造成油液汽化、水分蒸發，使液壓元件產生穴蝕；油液氧化形成膠狀沉積物，易堵塞濾油器和液壓閥內的小孔，使液壓系統不能正常工作。其形成的主要原因及解決措施有：

（1）由于油箱散熱性能差，致使油箱內油溫過高。應增大油箱容積即散熱面積，并安裝油冷卻裝置。

（2）液壓油選擇不當。油的質量和粘度等級不符合要求。或不同牌號的液壓油混用，造成液壓油粘度過低或過高。若油液粘度過高，則功率損失增加，油溫上升；如果粘度過低，則泄漏量增加，油溫升高。因此選用油液應按廠家推薦的牌號及機器所處的工作環境、氣溫因素等來確定。當液壓元件和系統保養不便時，應選用性能好的抗磨液壓油。

（3）污染嚴重。施工現場環境惡劣，隨著機器工作時間的增加，油中易混入雜質和污物。受污染的液壓油進入泵、馬達和閥的配合問隙中，會劃傷和破壞配合表面的精度和粗糙度，使泄漏增加、油溫升高。一般累計工作1 000 h時應當換油。換油時，注意不僅要放盡油箱內的舊油，還要替換整個系統管路、工作回路的舊油；加油時最好用150目以上的濾網，并按規定加足油量，使油液有足夠的循環冷卻條件。如遇因液壓油污染而引起的突發性故障時，一定要過濾或更換液壓系統用油。

（4）環境溫度過高，并且高負荷使用的時問又長，都會使油溫太高。應避免長時間連續大負荷地工作，若油溫太高可使設備空載運轉一段時問，待其油溫降下來后再工作。

2.4 進空氣

進空氣對挖掘機液壓油污染的危害是：產生空穴、氣蝕作用，導致金屬和密封材料的破壞；產生噪音、振動和爬行現象，降低液壓系統的穩定性；使液壓泵的容積效率下降，能量損失增大，液壓系統不能發揮應有的效能；液壓油導熱性變差，油溫升高，引起化學變化。

進空氣的主要原因及其解決措施有：

（1）接頭松動或油封、密封環損壞而吸入空氣。液壓系統應有良好的密封性，各接頭應牢牢固定，并確保油箱密封完好，這樣可防止外界空氣進入而污染系統。

（2）吸油管路及連接系統的管路被磨穿、擦破或腐蝕而使空氣進入。應合理設計液壓系統結構，使管路走向布局合理化；要保持管路的清潔，減少外界腐蝕。

（3）加油時由于不注意而產生的氣泡被帶入油箱內并混入系統中。油箱中應設置專用元器件，減少系統氣泡的生成。在回油管與液壓泵吸油口之問應設置隔板，在吸油管上方設置一個氣泡分離網，就可以分離大約90%的氣泡。

3 故障診斷應遵循的一般原則及注意事項

3.1 應遵循的一般原則

當發生故障時，要根據不同機型的特點，充分利用設備自身的監控系統，具體問題具體分析，掌握有效的故障分析方法。在診斷時應遵循原則是“由外到內，由易到難，由簡單到復雜”，故障診斷的順序是：

查問資料(挖掘機使用說明書及運行、維修記錄等)——了解故障發生前后的設備工作情況——外部檢查——試車觀察(故障現象、車上儀表)——內部系統檢查(參照系統原理圖)——儀器檢查系統參數(流量、溫度等)——邏輯分析判斷——調整、拆檢、修理——試車——故障總結記錄。

挖掘機的故障有許多種，如遇較復雜的綜合故障，應仔細分析故障現象，列出可能的原因逐一排除。

3.2 應注意的事項

（1）切忌對液壓系統元件盲目拆卸。在沒有詳細分析之前，不要對液壓系統元件盲目拆卸和調整。

（2）注意相關回路。動臂、斗桿、鏟斗都有合流回路，要聯系起來分析、判斷。

（3）由于故障的多樣性和復雜性，在排除故障的過程中應考慮其他因素，如機械、電氣、控制線路等因素的影響。

（4）液壓系統70%以上的故障是由于液壓油的污染所致，因此在檢修、拆卸時要特別注意液壓元件及系統的清潔。

4 結束語

液壓控制系統在挖掘機中的應用，之所以能獲得如此廣泛的重視，主要是因為挖掘機采用液壓控制系統以后，對產品的很多性能帶來極大的提高，降低了能耗，提高了控制性能，適應主機越來越復雜的工作要求。但同時要注意的是，液壓傳動是一個多元件組成的復雜系統，其保養維修難度比機械傳動大得多，因此正確判斷和排除挖掘機的液壓傳動系統故障，是挖掘機高效安全工作的重要保障。

[1]王 寧.淺談工程機械液壓系統泄漏原因及對策[J].一重技術，2006，（2）：65-67.

[2]佟曉飛.淺談挖掘機液壓系統故障的判斷與排除[J].黑龍江科技信息，2009，（21）：16.

[3]李思鼎.中小型挖掘機液壓系統故障的現場診斷[J].工程機械與維修，2004，（10）：144-145.