農業機械液壓系統常見故障及維護措施

談 鑫,王 力,楊亞飛

(江蘇農牧科技職業學院,江蘇 泰州 225300)

0 引言

液壓系統由于其驅動力大、調速范圍寬、壽命長等優點,被廣泛應用于農業機械,液壓系統的正常運行是農業機械正常運行的根本保障。但其長時間在惡劣環境下工作以及維護不當,是導致其故障率相對較高的重要原因。因此,及時排除液壓系統故障加強農業機械液壓系統的日常維護,對于保障農業機械正常運行、延長農業機械使用壽命、提高作業質量是至關重要的。

1 農業機械液壓系統常見故障引發原因及排除對策

1.1 液壓系統噪聲引發原因及排除對策

1.1.1 液壓泵吸空引發異響

液壓泵吸空引發的異響主要是以下幾方面原因造成:油液儲備不足,油管密封能力不足;油箱缺少通透性,大量空氣堆積在油箱內;油管口被堵塞,吸油難度隨之提升;油液黏度超過既定標準等。為消除異響可采取的措施包括:檢查液壓泵關聯油管與螺栓,擰緊已經松動的零件,之后向油箱加入足夠油液;清洗油液過濾裝置,更換使用時間較長的過濾元件;添加標準油液黏度的液壓油。

1.1.2 液壓泵故障引發噪聲

液壓泵故障導致的噪聲主要是軸向相互損耗持續加劇,不利于油液導出;液壓泵關聯零件使用時間較長,軸承、葉片等長期處于負載狀態,精準度略有不足。基于此,可采取的解決措施為仔細研磨軸向間隙,拆解液壓泵檢查內部結構,及時更換破損嚴重零件。

1.1.3 控制閥部位引發噪聲

控制閥產生噪聲的原因主要是控制閥內安裝的調壓彈簧無法正常使用,控制閥座損耗嚴重,密封性較差,控制閥孔和控制閥芯之間距離較大,高位油與低位油貫通,控制閥開口直徑低于正常標準,油液流動速度較快等。基于此,應及時更換已經損壞的調壓彈簧;修復損耗嚴重的控制閥座,提升閥動靈活性;清理阻尼孔;仔細研磨控制閥孔,替換無法正常使用的閥芯;根據具體情況重新設置進出口壓差。

1.2 液壓系統無法運轉或壓力難以提高的原因及排除對策

1.2.1 液壓泵

液壓泵故障是導致液壓系統無法運轉的重要原因,常見問題包括泵進出口連接錯誤;泵吸油難度較高;泵軸向與徑向相互交錯。基于此,需采取重新安裝泵的進油口與出油口;擰緊已經松動的系統零件;對液壓泵進行檢查,及時更換損壞零件。

1.2.2 液壓泵電機

液壓泵電機故障原因:電機線路連接不當;電機功率較低無法維持正常運轉,電機轉速較低。基于此,需梳理電機接線走向,測定之后重新設置電壓電流。

1.2.3 控制閥

壓力閥閥芯無法正常運轉;彈簧變形或不能正常使用;系統運行過程中油液通過控制閥外泄,高位油與低位油混合;阻尼孔被堵塞。維修時應檢修壓力閥,更換閥門閥芯;更換變形彈簧;替換損耗元件;清理阻尼孔保證通暢。

1.3 油液故障成因及處理措施

所謂液壓油污染即是空氣、雜質等混入液壓油當中,油液純凈度下降導致系統無法穩定運行,系統運行期間出現一系列故障,進而縮短農業機械液壓系統生命周期。

1.3.1 油液中混入空氣

加油方式錯誤、油管接口處松動、油封破損、油液管道損壞等都會導致空氣混入油管。油液與空氣接觸之后會出現細小氣泡,如果大量空氣混入油液,會產生密集型氣泡,難以滿足系統運行要求,而且運行過程中系統振動頻率發生改變,出現異響,壓力漲幅不易控制、液壓元件工作狀況出現異常,運動零件保持爬行工作狀態,定位精準度略有不足,設備沒有按照系統指令執行相應動作等情況。面對混入空氣的液壓系統,工作人員應采取科學有效的方式導出空氣[1]。要從源頭入手規避空氣混入,最為有效的方法是對系統進行密封測試,更換密封能力不佳零件,及時擰緊已經松動的零件。

1.3.2 油液中混入水分

農業機械設備工作環境較為惡劣,一般是在露天環境下開展相關作業,因此設備運行過程中雨水極易混入液壓系統。除此之外,溫度變化較大會使空氣中的水分子演變為水珠,從而進入系統內,水冷卻器若無法正常工作同樣會使水珠滴入油液當中[2]。當油液水分占比達到一定比例之后,液壓油會變得更為渾濁。如果系統所用油液并不具備良好抗乳化能力,即便長時間處于靜止狀態油水依舊保持混合狀態,簡單來說即是油液始終渾濁。長此以往,液壓系統相關元件必然會出現銹漬現象,從而減弱液壓油的潤滑能力,增加工作損耗,進而增加農機液壓系統的運行能耗。零件生銹之后脫落的殘渣會隨系統運行不斷移動,進而使系統完全生銹,產生更多殘渣或其它雜質,最終導致液壓元件徹底無法工作,引起液壓系統工作故障,降低工作效率。除上述內容之外,水混入油液不只會生成鐵銹,還會導致液壓油酸值增加,抗乳能力削弱,進而降低液壓油質量[3]。要想防止水分混入系統內,可采取下述措施:油箱蓋表面不得附著水滴,定期檢查系統各元件工作狀況;如果油液當中水分占比超過允許標準,應采取有效措施排除水分,或者重新向系統內加入液壓油。

1.3.3 油液中混入雜質

農業機械設備運行環境通常較為惡劣,雜質不可避免的混入液壓系統內,降低液壓油的純凈度,腐蝕油箱并生成新的雜質。雜質主要通過以下幾種方法混入液壓系統:第一是基于環境侵入,例如農業機械設備在風沙環境下作業,多數雜質主要通過不斷運動的零件混入液壓系統;第二是內部遺留,主要是指油箱、管道內雜質沒有被完全清除,導致液壓油純度降低;第三是生物污染,這是系統零件相互摩擦帶來的結果,由此生成的雜質會引發各種問題,甚至影響系統運行[4]。油液雜質會干擾液壓缸運行,雜質與缸體接觸過程中使磨損持續加劇,泄油量因此持續增加,容積空間逐步縮小,油液雜質致使活塞被堵塞,油缸不能正常運轉,系統徹底喪失工作能力[5]。為避免雜質混入液壓油中,維修液壓系統前需清除各類元件附著的雜質;油液倒入液壓系統之前對油箱進行檢查,清除內壁附著雜質;加油過程需裝配對應過濾網;機械設備正式運行之前油箱必須保持密封狀態,定期檢查及時更換受損零件,做好油箱清洗與油液更換工作。油液混入雜質會加劇零件損耗,零件生命周期隨之縮短。

2 農業機械液壓系統的維護與保養策略

2.1 提升農機操作人員專業技能

操作人員的專業技能水平高低直接影響著農機液壓系統的質量,提高農機操作人員的專業技能水平,可以參考以下幾個方面:一是要加強農機操作員對液壓系統理論知識的學習,掌握液壓系統結構和工作原理,了解液壓系統功能及相關元件的作用,二是要鼓勵農機操作人員積累經驗,歸納記錄常規情況下設備運行期間生成的數據資料,以便發生故障時能夠利用經驗及時鎖定原因,保證作業效率。例如當農機液壓系統執行元件動作時出現異響,其原因可能是系統的過濾網堵塞或者是液壓泵進油時混入空氣,從而導致進油側的阻力增大而出現異響,這種情況下需要清洗濾網檢查進油側密封性必要時需要更換液壓油。三是要加強農機操作人員技能培訓,學習農機液壓系統維修保養技能,提升安全意識,減少不規范操作、避免人為故障。

2.2 避免雜質進入液壓系統

農業機械液壓系統結構復雜,其中涉及大量高精度結構零件,如果雜質進入液壓系統會造通流截面減小甚至堵死,嚴重影響系統工作性能;會加速液壓元件磨損,從而造成相關元件壽命縮短,增加使用成本;會加快密封件磨損,使其提前損壞失效;雜質若進入液壓元件的滑閥間隙,會卡住滑閥,導致執行機構無法正常動作;雜質若進入吸油口還會使過濾器堵塞,造成液壓泵吸力不足,從而出現氣穴現像。同時雜質的進入會使液壓油提前變質,縮短液壓油壽命,增加成本。

如果注油環節缺乏規范性,很有可能導致雜質混入油箱。因此注油期間維護人員要注意以下幾點,首先要保證油液純凈度滿足運行要求,其次選擇潔凈工具進行注油。除此之外,使用符合要求的清潔油清洗液壓系統,并加強溫度控制力度,最大限度清除雜質,而且要反復清洗液壓系統。

設備保養維護階段同樣是規避雜質進入系統的關鍵環節,維護保養時應盡量清理器蓋、檢測孔等附著的雜質,拆卸或安裝之前對其進行全面清理,降低雜質混入概率。

2.3 避免水和空氣進入液壓系統

系統液壓油中水分占比若超過安全標準,會使系統的液壓元件生銹,液壓油變質,從而降低潤滑效果,加速液壓元件的磨損,造成故障增加使用成本,因此應在使用過程中盡量避免水的入侵;常溫常壓下液壓油中空氣含量6%-8%,當液壓系統工作壓力降低,液壓油中的空氣和油分離,油氣分離時氣泡會破裂發生“氣蝕”現象。如果液壓油中的空氣含量超過安全標準,“氣蝕”現象會更加嚴重產生刺耳的噪音,與此同時空氣含量超標的話,液壓油壓縮性會增加,導致整個液壓系統工作不穩定,執行元件動作緩慢最終降低了整個農機設備工作效率甚至會出現故障。此外,液壓油會在空氣作用下發生氧化反應,加速變質。因此應在使用過程中盡量避免空氣混入,應注意以下幾點:一是更換液壓油后,應及時排除系統內的空氣。二是油泵的吸油管口應完全浸入油液內絕對不得露出油面,吸油管道確保密封。三是保持油泵驅動軸密封性良好,使用“雙唇”油封,因為“單唇”油封只能保證單向密封,不具備雙向密封能力。

2.4 選用合適的液壓油

液壓油是農機液壓系統中不可或缺的工作介質,它不僅可以傳遞壓力,還可以提升液壓系統零件間的潤滑能力,從而減少損耗。但需要注意的是,不同型號的液壓油絕對不可混合使用。因為不同的液壓油化學機理不同,混合后可能會發生化學反應,導致液壓油性能發生變化,降低液壓系統的工作效率,甚至還會導致液壓系統故障,從而影響機器的可靠性和穩定性。所以在更換液壓油的作業中一定要將液壓油排放干凈后再更換新的液壓油。一般情況下,液壓油選擇缺乏合理性是導致液壓系統運行出現故障的主要原因,因此用戶要結合系統類型選擇合適液壓油。

3 結語

液壓系統作為農業機械中的重要組成部分,是農業機械正常運行的根本保障,為使液壓始終處于穩定工作狀態,要做好農機檢測工作,預判可能出現的各類故障,及時的開展液壓系統維護檢修工作,只有這樣才能保證液壓系統的工作效率,才能保證農業機械長期高效的運行,使其更好的服務于農業生產。