装载机工作装置液压系统故障诊断.pdf

2 0 1 4年 7月 第 4 2卷 第 1 4期 机床与液压 MACHI NE T O0L ＆ HYDRAULI CS J u 1 ． 2 01 4 V0 1 ． 4 2 No ． 1 4 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 01 3 8 8 1 ． 2 0 1 4 ． 1 4 ． 0 5 2 装载机工作装置液压系统故障诊断 杨 广钦 约翰迪尔 天津有限公 司，天津 3 0 0 4 5 7 摘要装载机工作装置液压系统故障诊断的目的在于帮助维修人员了解工作装置液压系统各部件常见的故障现象及产 生故障的原因，为维修人员快速排查故障原因提供了参考依据，对装载机工作装置液压系统的维修具有重要的意义。 关键词装载机；工作装置；液压系统；故障诊断 中图分类号 T H 2 4 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 1 4 1 7 2 4 对于装载机维修人员来说 ，一般都会有这样的感 受，就是由液压系统造成的整机故障，故障原因比较 难以准确判断。同一种故障现象可能会由不同的故障 原因造成 ，而同一个故障原因也可能呈现不同的故障 现象。所以装载机液压系统的故障误判率比较高 ，维 修起来也 比较耗时耗力 。 常见 的装载机工作液压系统原理图见 图1 。 1 装载机常见故障现象 装载机常见故障及原因分析见表 1 。 图 1 常见的装载机工作液压系统原理图 表 1 装载机常见故 障及原 因 收稿 日期 2 0 1 3 0 61 8 作者简介 杨广钦 1 9 8 5 一 ，男 ，学士 ，助理工程师 ，研究方向为机械设计与制造 。E m a i l y g q _ 0 0 8 1 2 6 ． c o m。 阀 第 1 4期 杨广钦装载机工作装置液压系统故障诊断 1 7 3 续表 1 故障现象 故障零件 故障现象 排查方法 动臂举 升速 度慢 在 柴油机额定转速下 ， 操纵先导 阀手柄 ， 使 动臂 从 最 低 位 置 提 升 到 最 高 位 置 所 需 要 的时间大于标 准 规定 的满 载提升 时 间 6 ． 5 s 转斗动作无力 在柴 油机额定转速下， 操 纵先 导阀手柄使 转 斗满 载 收 斗， 无 动 作 转斗掉斗 当先导阀 的操 作 手 柄 处 于 中 位时， 铲斗会 自动前 倾 即称为掉斗 转斗动作 速度 慢 在 柴油机额定转速下 ， 操纵先导阀手柄， 使 转斗从最大 卸料位 置 提 升 到 最 大 收 斗 位 置 所 需 要 的 时 间 大于满载提升时间 分配 阀 动臂油缸 工作 泵 先导阀 组合阀 分配阀 工作泵 先导阀 组合阀 转斗 油缸 分配 阀 转斗油缸 先导 阀 分配 阀 工作泵 先导阀 组合阀 转斗油缸 分配阀动臂滑阀内漏 分配阀动臂阀杆未全开 卡滞 分配阀主安全阀内漏或调定压力低 动臂油缸 内漏 工作泵内漏 工作泵吸油不畅 先导阀动臂联阀组卡死或内漏 动臂大腔内油液通过单向阀至组合阀再 由 组合阀泄漏回油箱 组合阀压力低 组合阀压力低导致无法将分 配阀阀杆完全打开 分配阀转斗滑阀内漏 分配阀转斗阀杆未全开 卡死或定位异常 过载溢流 阀压力低 主安全 阀压力低 工作泵 内漏 工作泵吸油不畅 先导 阀转斗联 阀组 开 口未全开 先导阀内漏导致无法推动分配 阀转斗联主 阀杆 组合阀压低， 无法推动分配阀阀杆 转斗油缸内漏 见第 2 ． 1 节 2 见第 2 ． 1 节 4 见第 2 ． 1 节 5 见第 2 ． 2节 见第 2 ． 3节 1 见第 2 ． 3节 2 见第2 ． 4节 2 见第2 ． 5节 3 见第2 ． 5节 1 见第2 ． 1 节 6 见第2 ． 1 节 7 见第2 ． 1 节 8 见第2 ． 1 节 1 见第2 ． 3节 1 见第2 ． 3节 2 见第2 ． 4节 3 见第 2 ． 4节 4 见第 2 ． 5节 1 见第 2 ． 6节 分配阀转斗阀杆卡死未回中位 卡滞 见第 2 ． 1 节 9 过载溢流阀压力低 见第 2 ． 1 节 8 分配阀转斗滑阀内漏 见第 2 ． 1 节 6 转斗油缸内漏 见第2 ． 6节 阀内漏导致先导油路与分配阀之间未 见第 2 ．4节 5 一1 一 ⋯ ’ 0、 分配阀转斗滑阀内漏 分配阀转斗阀杆未全开 卡滞 过载溢流阀压力低 主安全阀压力低 工作泵内漏 工作泵吸油不畅 先导阀转斗联阀组开口未全开 手柄压到位 但阀组未全开 先导阀内漏导致先导油流量不够 先导流量 不足导致分配阀阀杆未全开 组合阀压力低 转斗油缸内漏 见第 2 ． 1 节 6 见第 2 ． 1 节 7 见第 2 ． 1 节 8 见第 2 ． 1 节 1 见第 2 ． 3 节 1 见第 2 ． 3节 2 见第 2 ． 4节 3 见第 2 ． 4节 4 见第 2 ． 5节 1 见第 2 ． 6节 2 故障诊断与分析 2 ． 1 分 配阀故 障 1 故 障现象 主安全 阀压力低 。 排查方法方法一，拧下分配阀进油接头上的螺 1 7 4 机床与液压 第4 2卷 塞 ，装上相 应量 程 的压力 表 ，在 柴 油机 和液 压 油均 正常的情况下，柴油机以额定转速运转，操纵分配阀 动臂滑 阀 ，使动臂举升至最高位置 ，此时压力表的读 数应为技术要求值 ，如果不符合 ，则调整压力或更换 分配阀 ；方法二 ，如果 能确认转斗过载 阀无 问题 ，则 可通过收斗并压来检测分配阀的压力 ，这样整机 的震 动会小一些 ，便于安全测试。 存在 的问题是 拧下分配 阀，如何进油如何 升 斗 收斗检测什 么地方 的压力 2 故障现象 分 配阀动臂滑 阀内漏 。 排查方法 方法一 ，拆解分配阀的动臂阀杆 ，仔 细检查 阀体 、阀杆 、阀孔及阀杆与阀孔的配合 ，判断 配合间隙是否磨损过大 判断需要一定 的维修经 验 ；方法 二 ，如果 能确定动臂 油缸无 内漏 ，则 可通 过检测动臂是否下沉来判断分配阀是否内漏。 3 故障现象 分配阀动臂阀杆未回中位，装 配 的密封带太少或卡死在下降位 卡滞 。 排查方法 如果卡死在下降位 ，则 动臂下沉 速度 会很快 。操纵先导 阀将动臂及铲斗放至最低 ，打开分 配 阀动臂 阀杆端 无 弹 簧 轴 向尺 寸较 短 的 端 盖 ， 用手推动阀杆使之作轴向移动 ，注意观察阀杆移动的 距 离是否正常 、回位是 否灵活 ，如有异常则维修或更 换分配阀 。 4 故 障 现 象 分 配 阀 动 臂 阀杆 未 全 开 卡 滞 。 排查方法 操纵先导阀将动臂及铲斗放至最低 ，打开分 配阀 动臂 阀杆 端无 弹簧 轴 向尺寸 较短 的端 盖 ，手动 阀杆使之做轴向移动，注意观察阀杆移动的距离是否 异常、回位是否灵活等 ，如有异常，维修或更换分配 阀。 5 故障现象分配阀主安全阀内漏或调定压 力低 。 排查方 法 操 作转 斗 ，观 察其 动 作是 否 正 常有 力 ，如果转斗正常 ，则可判 定主安 全阀正 常 ，同时可 判定工作泵正常 。如果转斗动作也无力 ，则可能是主 安全阀压力低 ，可用压力表进行检测，如果实测小于 技 术要求 ，则可进行压力调定或更换 主安全 阀。 6 故障现象 分 配阀转斗滑 阀内漏 。 排查方法 拆检分配阀的转斗阀杆 ，仔细检查 阀 体 、阀杆 、阀孔及 阀杆与 阀孔 的配合 ，判断配合 间隙 是否磨损过大 判断需要一定的维修经验 。 7 故障现象分配阀转斗杆未全开 卡死或 定位异常 。 排查方法 操纵先导 阀将 动臂及铲 斗放 至最低 ， 打开分配 阀转斗 阀杆 端无 弹 簧 轴 向尺 寸较 短 的 端盖 ，手动 阀杆使之作轴 向移动 ，注意观察 阀杆移动 的距离是否异常、回位是否灵活 ，如有异常则维修或 更 换分配阀。 8 故障现象 过载溢流阀压 力低 。 排查方法 转斗大腔过载阀检 测 拧下分配 阀至 转斗油缸大腔油路 中的弯管接头上的螺塞 ，装上测压 接头 ，再装上相应量程 的压力表 ，提升动臂到最 高位 置 ，操纵分配阀转斗滑阀使铲斗转到最大后倾位置 后 ，恢复 中位 ，然 后操 纵 分配 阀动 臂 滑 阀到下 降位 置 ，动臂下降，此时压力表的最大压力应为技术要求 值 。如果压力不符 ，用压力表对转斗大小腔压力进行 检测，如果实测压力小于技术要求 ，则可进行压力调 定或更换过载 阀。 转斗小腔过载阀压力检测拧下接分配阀至转斗 油缸小腔 油路 中的弯 管接 头上 的螺 塞 ，装 上测 压 接 头 ，装上相应量程 的压力 表 ，提升 动臂到 最高位 置 ， 操 纵分配 阀转 斗滑阀 ，使铲斗转 到最 大前倾位置 ， 恢 复中位 ，然后操纵分配 阀动臂滑 阀到下 降位置 ，动臂 下降，此时压力表显示压力应为技术要求值。如压力 不符 ，则可进行压力调定或更换过载阀 。 9 故 障现象 分配 阀转 斗 阀杆卡 死未 回中位 卡滞 。 排查方法 操纵 先导 阀将动 臂及铲 斗放 至最低 ， 打开分配阀动臂阀杆端无弹簧 轴向尺寸较短的 端盖，用手推动阀杆使之作轴向移动，注意观察阀杆 移动 的距离是否正常 、回位是否灵活 ，如不正常则维 修或更换分配 阀。 2 ． 2动臂 油缸 故 障 故 障现象 动臂 油缸 内漏 。 排查方法 方法一 ，将铲斗下 翻一定 角度 ，然后 将动臂缓慢放下，使得铲斗先接触地面而动臂油缸并 未完全收 到底 即动臂 液压 缸活塞 杆 不全 部 收入 液 压缸体内 ，这样就使两动臂油缸承受一定的压力， 但压力不是很大 ；拆下两动臂油缸大腔 缸头处 油管 ，未发生 内漏 的液压油缸将会流 出少量油液 ；而 发生内漏 的液压 油缸将会不停地 流出 ；根据 以上现象 则可判定是哪个 液压缸发生内漏。方 法二 ，将 动臂举 升至最高 油缸极限位置 ，拆开 左右动臂 油缸小 腔 的油管 ，然后 操作 分配 阀动 臂 阀芯 至举 升状 态 最 大压力并压 ，此时发生内漏的动臂油缸小腔会不断 有油液流 出 ，即可判别是否发生 内漏 。 注 对 于油缸发生严重 内漏 的情况 ，用方法一可 迅速判断 ；对 于发生轻微 内漏 的油缸 ，用方法一判别 时可能不够明显，可采用方法二给油缸施加压力，使 得有 内漏情况 的油缸泄漏更加明显 。 2 ． 3 工作泵故障 1 故障现象 工作泵严重内漏。 排查方法方法一，启动机器 ，操纵先导阀，使 泵负载 1 ～ 2 m i n ，发动机熄 火 ，用 手小心触摸工 作泵 外壳 或用简 易 测 温计 ，如果 工 作 泵 外 壳 很烫 手 或温度很高 ，则可以判定工作泵可能发生严重内 漏。方法二，可先检查转斗动作是否正常，并检测分 配 阀的压力是否正常 。 第 1 4期 杨广钦装载机工作装置液压系统故障诊断 1 7 5 2 故 障现象 工作泵吸油不畅 。 排查方法 启动机器，操作先导阀收斗使液压系 统负载 ，同时注意辩 听工作 泵是 否有啸叫 ，有啸 叫则 说 明工作泵 的吸油严重不足 ，此时应检查 吸油滤及 吸 油软 管等。 2 ． 4先导阀故障 1 故障原因先导阀内漏导致输 出压力低或 流量不足 。 排查方 法 将 控制转斗阀杆的先导管与控制动臂 阀杆 的先 导管相互对调 ，启动机器 ，操纵先导 阀 ，观 察 动臂举升是否正常 。如果正常 ，则应拆解 和清洗先 导阀的动臂联阀组 ；如果不正常则将先导阀阀杆置于 中位 ，打开先 导阀回油管 ，观察其泄漏情况 ，如果有 明显 回油 ，则 说明先导 阀内漏严重 ，应及 时修理 或更 换 先导 阀。 2 故障现象 先导阀动臂联阀组卡死或内漏。 排查方法 将先导 阀置 于中位 ，打开先导 阀动臂 下降联的管接头 ，观察是否有油液流出，如果有则维 修或更换先导 阀。 3 故 障现象 先导阀转斗联 阀组开 口未全开 。 排查方法 将控制转斗 阀杆 的先导管与控制动臂 阀杆 的先导管相互对 调 ，启 动机器 ，操纵先导 阀，观 察转斗动作是否正常。如果正常，则应拆检和清洗先 导阀的转斗联 阀组 ；如果不正常 ，则将先 导阀阀杆置 于 中位 ，打开先导 阀回油管 ，观察其 泄漏 情况 。如果 有明显回油 ，则说明先导阀内漏严重，应及时修理或 更换先 导阀。 4 故 障现象 先 导 阀 内漏导 致 无法 推 动分 配 阀转斗联 主阀杆。 排查方法 将先 导阀阀杆置于 中位 ，打开先导 阀 回油管 ，观察其泄漏情况 。如果有 明显 回油 ，则说 明 先导阀 内漏严重 ，应及 时修理或更换 。 5 故 障原 因 先导 阀内漏 导致 先 导油 路 与分 配阀之间未断开。 排 查方法 将先导 阀置于 中位 ，打开先导 阀至转 斗收斗联 的管接头 ，观察是否有油 液流出 ，如果有则 维修或更换先 导阀。 2 ． 5组合 阀故 障 1 故 障现象 组 合 阀压 力低 组 合 阀压 力低 导致无法将分配阀阀杆推动 。 排查方法 方法一 ，启 动机器 ，用相 应量程的压 力表检测组合 阀至转 向器的压力 ，如果压力低于技术 要求值 ，在确保 与组合阀连接 的泵无异常外 ，应拆解 和清洗 组合阀的溢流 阀调压 阀芯 。然后再次 检测该 压 力，直到压力达到技术要求值 ，如无法达到则更换组 合阀。方法二 ，用相应量程的压力表检测组合阀至先 导阀的压力，该压力应为技术要求值，否则应拆检和 清 洗组合 阀的减压 阀芯 ，之后再次进行检测 ，若仍 未 、 达到技术要求值，则应更换组合阀。 2 故 障原 因 动 臂油 缸大 腔 油液 通过 组合 阀 泄漏 回油箱 。 排查方法 发动机熄火 ，操纵先导 阀 ，将动臂放 至最低 ，然后将动臂油缸大腔至组合阀之间的单向阀 反接 ，重新将 动臂油缸举起 ，置先导阀在 中位 ，观察 动臂下沉是否消除，如果已消除，则说明是组合阀内 漏造成 ；启动机器并操作先导阀手柄将动臂提升至最 高位置和斗收至最大位置，发动机熄火，打开组合阀 的 回油 口，观察该油 口是否有液压油 冒出，如果有液 压油 冒出 ，则是 由于组合 阀的内漏造成动臂下沉 ，应 拆检 和清洗组合 阀或更换组合 阀。 3 故 障原 因 动臂 大腔 内油 液 通过 单 向 阀至 组合阀再由组合阀泄漏回油箱。 排查方法 发动机熄火 ，操纵先导阀 ，将动臂放 至最低 ，然后将动臂油缸大腔至组合阀之间的单向阀 反接 ，启 动机 器 ，操 作并 观察 动 臂举 升缓 慢 是 否消 除，如果消除，则说明单向阀至组合阀之间发生可严 重泄漏 。 2 ． 6 转 斗 油缸故 障 故 障现象 转斗油缸 内漏 。 排查方法 将铲 斗收斗 到极 限位置 ，然后将动臂 落下 ，用一物体支撑住铲 斗 ，使其不能 自动前 翻 ，再 将转斗油缸有杆腔的油管从接头处松开，然后启动发 动机 ，控制先导 阀将转斗操纵杆拨人收斗位置 。根据 松开接 口处 的漏油 情况来 判断转 斗活塞 油封 的好 坏 ； 若松 开处 不漏油 或漏油很少 ，说 明转 斗缸 的内部油封 是 好的 ；如果漏油较多 ，则说 明油缸 可能已 内漏 。 以上提供的故障排查方法操作简单，故障定位快 捷，尤其适合缺乏相应检查和测量工具的情况 ，但并 不是 唯一 的方法 。 3 结 论 通过 以上方法对装载机工作装置液压系统进行故 障诊断，可以快速分析故障的原因，为维修人员提供 了便利条件。 参考文献 [ 1 ]章宏甲， 黄谊． 液压传动[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 92． [ 2 ]凯勒 G R ． 液压系统分析[ M] ． 林其墩， 陈燕庆 ， 译． 北 京 国防工业 出版社 ， 1 9 8 5 ． [ 3 ]徐灏． 机械设计手册[ M] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 2 ． [ 4 ]雷天觉． 液压工程手册[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 90． [ 5 ]冯凯防． 工程测试技术 [ M] ． 2版． 西安 西北工业大学 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 6 ]陈花玲． 机械工程测试技术[ M] ． 北京 机械工业出版 社 。 2 0 0 2 ． [ 7 ]盛敬超． 液压流体力学[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 98 0． [ 8 ]宋鸿尧 ， 丁忠尧． 液压阀设计与计算[ M] ． 北京 机械工 、 业出版社， 1 9 8 2 ．