農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)的使用和維護

孟朝霞，李 娜

(濟寧職業(yè)技術(shù)學院，山東 濟寧 272000)

0 引言

液壓系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)相比，具有功率高、結(jié)構(gòu)緊湊、配置方便、可靠性及耐用性較強等特點[1-2]，在各個工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，與氣動系統(tǒng)及電氣驅(qū)動系統(tǒng)相比，優(yōu)勢如表1所示。液壓系統(tǒng)主要以運動液體為介質(zhì)，進行工作能量轉(zhuǎn)換[3]。農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)中的各個元件及工作過程都在閉環(huán)管路中進行，與傳統(tǒng)機械裝置相比，工作原件及故障發(fā)生具有一定復(fù)雜性、隱秘性及多樣化等特點[4]，故障發(fā)生后不易直觀查出故障原因，嚴重時還會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械設(shè)備受到嚴重損壞，影響農(nóng)業(yè)機械的田間作業(yè)，造成一定的經(jīng)濟損失。因此，正確使用農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)，及時排除工作故障并做好農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)的日常保養(yǎng)工作是穩(wěn)定農(nóng)業(yè)機械田間工作效率的重要基礎(chǔ)與條件[5-6]。

表1 液壓系統(tǒng)、氣動驅(qū)動及電氣驅(qū)動系統(tǒng)相比[8]

1 農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)主要包括管路系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及工作介質(zhì)等[7]。

管路系統(tǒng)主要包括工作管路、連接管路、控制管路、交叉管路等，是農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)的基本組成部件。

能源系統(tǒng)主要功能是將原動機的機械能量轉(zhuǎn)換為壓力能，主要是由液壓泵完成能量的轉(zhuǎn)換，保證整個系統(tǒng)的正常運行，其中電動機是常見的液壓泵之一。

執(zhí)行系統(tǒng)主要功能是將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，并對外做功，常見的液壓系統(tǒng)執(zhí)行裝置主要為液壓缸；另外液壓馬達也是常見的執(zhí)行裝置之一。常見的液壓泵主要有單向定量液壓泵、雙向定量液壓泵；液壓馬達主要包括單向定量馬達、雙向定量馬達、單向變量馬達、擺動馬達等。

調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)主要功能是調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的壓力及流量流動的方向，其中主要零部件為電磁轉(zhuǎn)向閥、節(jié)流閥及溢流閥等。

輔助系統(tǒng)主要是指除能量系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)及調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)外的其他裝置，如油箱、濾油器及空氣濾清器等，其他還有過濾器、污染指標過濾器、加熱器、流量計、壓力繼電器、壓力指示器、冷卻器、蓄能器、除油器、液面計等，同樣對于穩(wěn)定液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要的作用。

工作介質(zhì)主要是指液壓油或其他流動液體等。

2 農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)的規(guī)范使用

2.1 液壓泵

液壓泵是液壓傳動系統(tǒng)中的重要能源裝置，是液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換裝置，用于液壓系統(tǒng)各個零部件的執(zhí)行動力。液壓泵主要分為定量泵與變量泵。液壓泵使用注意事項與要點如下。

1)液壓泵啟動時應(yīng)該先點動數(shù)次，當液壓油方向和流動聲音都正常后，低壓運行10 min左右再進行正常使用；

2)由于液壓油的黏度主要受到系統(tǒng)溫度的影響而逐漸變化，系統(tǒng)運行溫度升高后，會導(dǎo)致液壓油黏度降低，所以在系統(tǒng)運行過程中應(yīng)保證液壓油溫度在60 ℃左右，在選用液壓油時應(yīng)選擇受溫度變化較小的液壓油，且液壓油具有較好的化學穩(wěn)定性及抗泡沫性，在使用過程中應(yīng)保證液壓油的潔凈，不得混合其他雜質(zhì)與腐蝕性物質(zhì)，在液壓油使用前必須經(jīng)過過濾(≤25 μm)，再加至液壓油箱。

2.2 液壓控制閥

液壓控制閥屬于一種調(diào)節(jié)控制裝置，在選取液壓控制閥時應(yīng)滿足制造精度高、閥芯運動靈活、工作性能可靠等特點，在進行工作時應(yīng)注意液壓控制閥的工作壓力低于額定壓力，實際流量低于其額定流量，應(yīng)注意其額定電壓與交直流電的匹配關(guān)系。

3 農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)常見故障及維修方法

3.1 常見的故障診斷方法

隨著計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的逐漸發(fā)展，液壓系統(tǒng)的故障診斷由傳統(tǒng)的人工分析向虛擬化、精度化、交叉化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等轉(zhuǎn)變[9-10]。

3.1.1 虛擬化

虛擬化主要是指利用相關(guān)故障診斷設(shè)備進行測量，其計算機開發(fā)環(huán)境友善，相關(guān)用戶及操作者不需要掌握專業(yè)的知識就可以根據(jù)自己的選擇進行故障診斷。

3.1.2 高精度化

高精度化是指在故障信號處理方面提高信號的分析功能，由于液壓系統(tǒng)內(nèi)部的變化規(guī)律是非線性變化，在工作過程中容易發(fā)生突變，傳統(tǒng)的故障信號檢測裝置只適用于穩(wěn)態(tài)故障信號的分析，因此不適用于故障診斷與分析。目前，常見的液壓系統(tǒng)故障信號處理主要利用小波分析，基于小波理論應(yīng)用于信號處理，可以提高故障信號的分辨率，提高故障診斷的精度。

3.1.3 智能化

隨著人工智能技術(shù)的逐漸發(fā)展，尤其是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及專家診斷技術(shù)在故障預(yù)測與分析中的進一步發(fā)展與應(yīng)用，可以解決農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)故障隱蔽性與復(fù)雜性的問題，是目前液壓系統(tǒng)故障診斷的主要發(fā)展趨勢。

3.1.4 網(wǎng)絡(luò)化

隨著農(nóng)業(yè)機械向大型化及集裝化方向發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)也逐漸向大型化、復(fù)雜化等方向發(fā)展，當農(nóng)業(yè)機械在田間工作出現(xiàn)故障后，維修人員及專業(yè)售后人員無法及時達到工作地點，故障無法進行及時排除就會延誤農(nóng)時，造成不可挽回的經(jīng)濟損失。隨著遠程在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)，就可以實現(xiàn)遠程故障診斷，極大地提高故障解決的效率。在各個液壓系統(tǒng)分廠建立監(jiān)測點，并引進在線故障監(jiān)測所需的設(shè)備，可以及時上傳到分廠診斷中心。當農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備首先做出響應(yīng)，并及時進行報警，廠家進行初步故障診斷與判斷，得出故障診斷的結(jié)論，給出相關(guān)的解決方案，并及時通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給用戶。

3.2 常見故障與診斷方法

3.2.1 柱塞泵常見故障與分析

1)柱塞泵輸出流量不足，主要是由于柱塞泵的轉(zhuǎn)向不對、油管漏氣及液壓油黏度過高等原因。

2)柱塞泵出現(xiàn)泄漏，主要是由于柱塞泵密封不足，或者液壓油黏度過低造成泄漏現(xiàn)象。

3)柱塞泵壓盤損壞，會造成柱塞泵無法進行吸油，應(yīng)及時進行壓盤的更換。

4)輸出流量波動，主要是由于變量控制機構(gòu)工作不良引起，出現(xiàn)這種故障應(yīng)及時拆開液壓泵檢查是否出現(xiàn)零部件受損，及時進行更換，提高系統(tǒng)控制壓力。

5)柱塞泵出現(xiàn)振動或者噪聲，主要是由于軸承、傳動機構(gòu)及聯(lián)軸器出現(xiàn)磨損，裝配零部件或者螺釘松動等產(chǎn)生振動和噪聲。

6)柱塞泵卡死，主要是由于柱塞與缸體卡死或者柱塞球頭折斷等原因。

3.2.2 齒輪泵常見故障與排除

齒輪泵常見故障及故障排除方法如表2所示。

表2 NB系列齒輪泵常見故障與排除方法

4 結(jié)論

液壓系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)相比，具有功率高、結(jié)構(gòu)緊湊、配置方便、可靠性及耐用性較強等特點，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)機械裝置相比，工作原件及故障發(fā)生具有一定復(fù)雜性、隱秘性及多樣化等特點，故障發(fā)生后不易直觀的查出故障原因，嚴重時還會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械設(shè)備受到嚴重損壞，影響農(nóng)業(yè)機械的田間作業(yè)。為了提高農(nóng)業(yè)機械中液壓系統(tǒng)的使用穩(wěn)定性，本研究首先介紹了農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，提出農(nóng)業(yè)機械中液壓系統(tǒng)的規(guī)范使用及常見故障類型，為了降低農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生概率，提高農(nóng)業(yè)機械的穩(wěn)定性，提出農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)的日常保養(yǎng)要點與維修技術(shù)，研究結(jié)果對于推動我國液壓技術(shù)的發(fā)展提供參考。