装载机工作液压系统故障分析与排除.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ， NO ． 4 ． 2 0 1 1 装载机工作液压 系统故障分析与排除 王 军 宋 正 臣 汽车 管理学 院 ， 安 徽蚌埠2 3 3 0 1 1 摘要 液压系统的故障具有多样性 、 复杂性 、 隐蔽性 、 偶然性和必然性等特点。 本 文介绍 了液压系统故 障分析的基本步骤 和方法 ． 强调 掌握原理 ， 熟悉 结构 ， 重视分析， 是正确诊 断故障 的前提。结合 Z L S O G型装载机工作液压系统两个故障实例 ， 针对故障现象详细阐述 了 故障的诊断和排除。 关键词 装载机 ； 工作液压系统 故障分析与排除 中 图 分 类号 T H1 3 7 ． 7 文献 标 识 码 B 文 章 编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 4 0 0 4 3 0 4 Lo a d e r W o r k Hy d r a u l i c S y s t e m F a i l u r e Ana l y s i s a nd Tr o u b l e s h o o t i n g WANG J u n S O NG Z h e n g - c h e n Au t o mo b i l e Ma n a g e me n t I n s t i t u t e ， B e n g b u 2 3 3 0 1 1 ， C h i n a Abs t r a c t Hy dr a u l i c s y s t e m f a i l u r e h a s t h e di v e r s i t y a n d c o mp l e xi t y ， c o n c e a l me n t ， c o nt i n g e n c y a n d n e c e s s i t y ， e t c ． Th e p a p e r i n t r od u c e s t h e b a s i c h y d r a ul i c s y s t em f a i l u r e a na l y s i s me t h o d a n d s t e p s ， e mph a s i z e ma s t e r pr i n ci p l e ， f a mi l i a r wi t h t h e s t r uc t u r e ， a t t e n t i o n t o a n a l y s i s ， i s t h e p r e mi s e o f a c c u r a t e d i a g n o s i s f a u l t s ． W i t h t h e f a i l u r e e x a mp l e s f o r wo r k h y d r a u l i c s y s t e m o f t h e Z L 5 0 G l o ad e r ， a c c o r d i n g t o f a i l ur e p he n o me na e x p l a i n s i n d e t a i l t he f a i l u r e d i ag no s i s a nd t r o u bl e s ho o t i n g ． Ke y W o r d s l o a d e r ； w o r k h y d r a u l i c s y s t e m ； f a i l u r e a n a l y s i s a n d t r o u b l e s h o o t i n g O 引言 装载机是 目前广泛使用的施工机械，由于多数操 作 手 和维 修人 员 没有 经 过 系统 培训 。当工 作 液压 系统 出现 故 障 的时 候 ， 判 断 、 排 除 故 障 的能 力 有 限 ， 经 常是 盲 目更换配件 ， 使维修成本大大提高。液压系统的故障 具有多样性 、 复杂性 、 隐蔽性 、 偶然性和必然性等特点 ， 正是由于故 障的多重特点 ，使液压系统故障诊断不仅 在于研究故障本身 ， 而更具有一种探索性 。 l 液压系统故障分析的基本步骤 和方法 液压 设 备 由机 械 、 液压 油 、 电器及 其 仪表 等 装置 有 机 地组 成统 一 体 ，系 统 的故 障分 析是 受 各方 面 因 素影 响的复杂问题。分析故障必须弄清楚整个液压系统 的 工 作 原理 、 结 构 特点 ， 然后 根 据 故 障 现 象进 行 判 断 ， 逐 步深入 ， 有 目的 、 有方向地缩小范 围， 确定 区域 、 部位 、 以至某个 元件 。 1 ． 1 液压 系统故 障分 析基本 步骤 液压 系统故 障分 析基本 步骤 如 图 1 所 示 。 1 液压设备运转不正 常的根本原 因都可 以归纳 收 稿 日期 2 0 1 0 1 0 2 5 作者简介 王军 1 9 6 2 一 ， 男 ， 教授 ， 从事车辆装备技术保障研 究。 为流 量和压 力两 方面 问题 。 2 审核液压 回路图 ， 并检查每个元件 ， 确认其性 能和作用 ， 初步评定其质量状况。 图 1 液 压 系统 故 障基 本 分 析 步 骤 3 对 与故 障有 关 的元 件 ， 按 以往 的经 验 和元 件检 查难 易 排列 次 序 ， 进 行 逐个 分 析 。必要 时 ， 列 出重 点检 查 的元件 和元 件重 点检查 部位 。 4 对 需要 检查 的元件 进行 初检 。初检 应判 断 以下 一 些 问题 元件 的使用 和 安装 是 否合适 ； 元 件 的测 量装 置 、 仪 器 和测试 方 法是 否 合适 ； 元 件 的外 部信 号是 否 合 43 液 压 气 动 与 ． g J ／ 2 0 1 1年 第 4期 适 ； 对外部信号是否响应等。特别要注意某些元件的故 障先兆 ， 如过高的温度和噪声 ， 振动和泄漏等。 5 如果初检未查出故障， 要用仪器反复检查。 6 识别 出发生 故 障的元 件 ， 对 不合 格 的元件 进行 修 理或更换 。 7 在 重新 启 动 主机 前 ， 要 分析 故 障 的原 因 ， 如 是 由于污染或油液温度过高引起的 ，则应考虑另外元件 也有出现故障的可能性 ，并应针对隐患采取相应的措 施 。 1 ． 2 液压系统故障分析的基本方法 1 ． 2 ． 1 系统工作压 力的故 障 如果系统工作压力低于额定压力， 首先应该检查系 统 的压力控 制元件 。安 全 阀是 否出现 问题 ， 阀芯 与阀座 的密封不 良、 阀座与座孔的密封件损坏 、 调压弹簧疲劳 或断裂， 以及主溢流阀常开 卡滞 ， 都会造成系统的工 作压力低于额定压力。如果确认安全阀正常， 但系统工 作压力仍然低于额定压力 ，此时可以考虑是由于液压 缸 内漏严重和液压泵高压腔与低压腔击穿所致。如果 液 压缸 内漏 严重 ，可分 别操 作动 臂液 压缸 和转 斗液压 缸 ， 检测 系统 压 力 ， 如果 系 统压 力 检测 结果 相 同 ， 则 可 以断定是液压泵高压腔与低压腔击穿，液压泵不能建 立压力 。 1 _ 2 ． 2 系统 工作压力正 常时 的故 障 流 量 对 系 统 的影 响反 映在 工 作 装 置 的 动作 速度 上 ， 一般 情 况下 ， 动臂 提升速 度慢 的现 象最 为 明显 。流 量 叼’ 7 n为转速， g为液压泵理论排量 ， ．， 7 为容积效 率 ， 转速的影响 比较容易判断 ， 因为柴油机转速过低 时 ， 其运转声音能够提供信息 ； 影响液压泵流量的主要 因素是液压泵容积效率 “r ／ ， 泵的磨损和缺陷都会造成容 积效率 下降 ， 使 液压泵 的输 出流 量相应减 少 。但在 确定 液压泵效率下降之前。 应该检查以下几个方面 1 液压油箱的液压油是否足够。缺乏液压油会造 成 液压泵 吸人 空气 ， 直 接使 流量减小 。此 时液压 泵运转 会产生刺耳的尖叫声 ， 为判断故障提供了特征。 2 分配阀动作行程是否足够， 阀芯与阀体之间的 开 口大小直接影响流量的变化。操纵软轴调整不当、 损 坏和工作分配阀阀芯卡滞都会造成进入工作液压缸的 流量减少 ， 影响工作装置的动作速度 。通过检查分配阀 阀芯 的行程 、 操纵 力 的大小 ， 可 以判定 是 否有这类 故 障 存 在 。 3 软管 内壁是 否脱层 。软管 内壁的脱层 会在管理 形成 油囊 ， 阻碍 液压 油的通 过 ， 造成 进入 工作 液压缸 的 流量减少， 影响工作装置的动作速度。这种现象一般都 会出现“ 吱吱” 的节流声 ， 同时造成软管抖动， 是判断故 4 4 障的主要 特征 。 4 系统执行元件内漏是否严重。在装载机动臂液 压缸和转斗液压缸 中任何一个液压缸内漏严重 ，都会 使有效 流量大 幅度减少 ， 影响液 压缸 的动作速度 。这类 故障可以通过检查动臂是否会 自由沉降，铲斗是否会 自选下 翻或上 翻来判 断 。 通 过 以上检 查 ， 如果 各方 面都 正常 ， 此时基 本上 可 以确定故障原因是液压泵效率下降造成的。 根据上述故障原因的分析 。再按照 “ 由简到繁” 、 “ 由外到里” 的原则 ， 逐项进行排除。 2 Z L 5 0 G型装载机工作液压系统故障实 例分析与排除 Z L 5 0 G型 装载机 工作 液压 系统 见 图 2 ， 采用具 有 电一 液控 制的先 导系统 。 先 导泵 fI { 口 导阀 图 2 Z L S O G 型装 载 机 工 作 液压 系玩 2 ． 1 铲 斗 自动前倾 当先导阀的操作手柄处于 中位时 ， 铲斗会 自动前倾。 2 ． 1 ． 1 故 障分析 当铲 斗处 于 收斗状 态且 先导 阀的操作 手柄 处 于 中 位的情况下 ， 由于铲斗的 自重 ， 转斗液压缸大腔受压 ； 此时。只要转斗液压缸大腔的压力油相对回油 口有泄 漏， 则会导致铲斗自动前倾。造成转斗液压缸大腔油液 向 回油 口泄漏 的途径有 以下六种 情况 1 转斗液压缸大腔至分配阀之间的管件 、 接头及 安装的结合面有明显的外漏发生。 2 分配 阀 的转斗 换 向阀 阀杆未 能 回中位 由于换 向阀阀杆被卡、转斗大腔先导阀阀芯 由于卡滞未能复 位 、转斗大腔先导 阀阀体有沙眼内漏等原因造成 ， 使 得转斗液压缸小腔与泵 口、 大腔与回油 口相通。 3 转 斗液压 缸 内漏 ， 同 时转斗 小腔 相对 回油 口也 有 泄漏 。 C S Pne u ma t i c s＆ S e a l s ， N0 ． 4． 2 01 l 4 转 斗液 压缸 大 腔过 载 阀压 力 过低 由于调 压 弹 簧折断 、 阀芯有脏物卡在开启位置 、 阀体上有沙孔或沟 槽 与 回油腔 相通 等原 因造成 。 5 转斗 液压 缸 大 腔补 油 阀有 泄漏 由于 复位 弹 簧 折 断 、 阀芯有 脏 物卡 在 开启 位置 、 阀芯 与 阀体 的结 合锥 面有脏物或沟槽缺陷、阀体上有沙眼与回油腔相通等 原 因造 成 。 6 换向阀芯或阀孔过度磨损 ， 使得阀芯和阀孑 L 的 配合间隙远大于设计值 ，造成转斗液压缸大腔压力油 泄 漏 。 2 ． 1 ． 2故障检 测及 排除 排除铲斗 自动前倾故障， 应围绕以上六种途径展开。 1 首先是第一种情况判断。启动机器并将动臂举 至一定高度 、 斗收至最大位置 ， 观察转斗液压缸大腔至 分配阀之间的管件 、接头及安装的结合面等是否有明 显的外漏现象发生。 2 如果 第 一种 情 况没 有外 泄 漏发 生 ， 对 第二 种 情 况作判断。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 。发动机熄火并拆除分配 阀转斗阀杆两端的先导管。这时 ， 如果故障现象消失 ， 则可以判定是由于先导阀的原因造成分配 阀转斗阀杆 不 回 中位 致使 故 障现 象 发生 ，应拆 检 和清 洗或 更换 先 导 阀。 3 第三 种情 况判 断。启 动机 器并操 作先 导 阀手柄 使动臂下降到最低位置 、 铲斗后倾至最大位置 ， 发动机 熄火并打开转斗液压缸 大腔 软管并将它 引回液压油 箱。启动机器并操作先导 阀手柄使铲斗后倾 ． 观察转斗 液压缸大腔油 口是否连续有液压油 冒出。如果此时有 液压 油连续 冒出 ， 则说 明转 斗 液 压缸 有严 重 内漏 ， 需 要 对该液压缸进行拆检维修或更换。 4 第 四及 第 五种 情况 ， 可 以采用 压 力检 测 的方 法 来判定 。用一 只量 程为 0 ～ 2 5 MP a的压力 表 连接 到转 斗 液压缸大腔的测压 口上 ， 启动机器并操作先导阀手柄 ， 使得铲斗处于最大前倾位置 ，加大油 门并操作先导阀 手柄提 升 动臂 的 同时 ，观 测压 力 表在 动 臂举 升过 程 中 的读数应达到设计值 2 2 MP a 。 否则 ， 应该拆检 、 清洗或 更换转斗液压缸大腔过载阀或补油阀。 5 在第 一 到第 五种 情况 均 排 除 的情 况下 ， 故 障 现 象还未消失 ， 则应停机 ， 将动臂及铲 斗放到最低 ， 拆卸 分配阀的转斗阀杆 ，仔细查看阀杆和阀孔以及它们的 配合情况等。 2 - 2动臂下 沉 当先 导 阀 的操 作 手 柄处 于 中位 时 ．动 臂 白行 下 降 并超出液压缸的沉降标准。 2 ． 2 ． 1 故 障分 析 当动臂被举升并停 留在任意高度位置 ，由于动臂 的 自重 ， 使得 转 斗液 压 缸 大腔存 在 相应 的 油压 。此 时 。 只 要转 斗 液 压 缸 大腔 的压 力 油 相对 回油 口有 泄 漏 ． 则 会 导 致 动臂 白行 下 降 。造成 动 臂液 压缸 大 腔压 力油 泄 漏 的 主要途径 有 以下五 种情 况 1 动 臂 液压 缸大 腔 至分 配 阀之 间 的管件 、 接 头 及 安 装 的结 合 面有 明显 的外 漏发 生 。 2 分 配 阀 的动臂 换 向 阀阀杆 未 能 回中位 由于换 向阀 阀杆 被卡 、动臂 大腔 先 导 阀阀 芯 由于卡 滞未 能 复 位 、动臂大腔先导 阀阀体有沙眼 内漏等原 因造成 ， 使 得 动臂液 压缸 小腔 与泵 口、 大腔 与 回油 口相 通 。 3 动 臂液 压缸 内漏 ， 同时 动臂 小 腔相 对 回油 口也 有泄 漏 。 4 控制油路组合阀中的选择 阀由于加工或阀芯 卡滞或阀体沙孔 以及先导阀中位内漏等原因 。使得选 择阀阀芯无法将动臂液压缸大腔到组合 阀及先导阀的 通路 切断 ， 造成 动臂液 压缸 大腔压 力油 泄漏 。 5 换 向阀芯或阀孔过度磨损 ， 使得阀芯和阀孔 的 配合间隙远大于设计值 ，造成动臂液压缸大腔压力油 泄漏 。 2 ． 2 ． 2故障 检测及 排 除 排除动臂下沉故障， 应围绕以上五种途径展开。 1 首先是第一种情况判断。启动机器并将动臂举 至最高， 观察动臂液压缸大腔至分配阀之间的管件 、 接 头及安装 的结合面等是否有明显的外漏现象发生。 2 第二种情况判断。拆除先导阀的侧封板 ， 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 ，发动机熄火后拆开先导阀上与分配阀动 臂阀杆两端相连接的先导管。这时 ， 如果动臂下沉现象 消 失 ，则 可 以判定 是 由于先导 阀的原 因 造成 分配 阀转 斗阀杆不回中位致使动臂下沉现象发生 ．应拆检和清 洗先 导 阀或更换 先 导阀 。 3 第三种情况判断。启动机器并操作先导阀手柄 使 动臂 下 降到最 低 位 置 、 铲 斗 后倾 至最 大 位置 。 发 动机 熄 火 并 打 开 动 臂 液 压 缸 大 腔 软 管 并 将 它 引 回液 压 油 箱。启动机器并操作先导阀手柄使动臂下降， 观察动臂 液压 缸大 腔 油 口是 否连 续有 液 压油 冒出 。如果 此 时有 液压油连续 冒出， 则说明动臂液压缸有严重 内漏 ． 需要 对 该液 压缸进 行拆 检维 修或 更换 。 4 第 四种情 况判 断。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 并 打开 先 导 阀 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 由于先 导 阀 的内漏 造成 动 45 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 1年 第 4期 精炼炉液压系统分析与维护 杨 殿 宝 海 门市 油威力 液压工业 有限责 任公 司 ， 江苏南通2 2 6 1 0 0 摘要 本文讲述 了一型精炼炉液压系统的技改过程 。 通过在原系统基础上 的改造， 消除了原设计不良引起的共振现象， 并实现节能降 耗。并 以此提 出在保证效果前提下 ， 技术改造工作的重点应该是 的“ 改” ， 而不是“ 造” 。 关键词 精炼炉； 技改； 共振 ； 曲线 ； 防爆 ； 节能 中图分类号 T Hl 3 7 ． 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 4 0 0 4 6 0 3 S t u d y o n Hy d r a u l i c I n t e g r a t e d S y s t e m o f F i n e r y YANG Di a n b a o Ha i me n Yo u we i l i Hy d u s t y C o ． ， L t d ． ，Na n t o n g 2 2 6 1 0 0， C h i n a Ab t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e t e c h n o l o g i c a l t r a n s f o r ma t i o n o f fi n e r y ． T h r o u g h t h e t r a n s f o rm a t i o n b a s e d o n t h e o ri g i n a l h y d r a u l i c s y s t e m e l i mi n a t e d t h e o r i g i n al r e s o n a n c e p h e n o me n o n c a u s e d b y p o o r d e s i g n a n d a c h i e v e e n e r g y - s a v i n g ． An d t o e n s u r e t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e p r e mi s e ， t e c h n i c al t r a n s f o rm a t i o n o f t h e e mp h a s i s s h o u l d b e a c h a n g e n o t ma d e Ke y W o r d s fi n e r y ； t e c h n o l o g i c al t r a n s f o r ma t i o n c h a n g e ； r e s o n a t e ； c u r v e； a n t i e x p l o s i o n ； e n e r gy s a v i n g O 引言 进入 2 1 世纪以来 ， 设备安全、 环保无公害 、 节能生 态化 日益成为工 程应用领 域的重要 特征 。然 而 ， 当今 还 收稿 日期 2 0 1 0 - 1 0 2 9 作者简介 杨殿 宝 1 9 7 5 一 ， 男 ， 工程师 ， 江苏高邮人 ， 海门市油威力液压 工业有限责任公司。 有不少相对陈旧的或者说是相对落伍的设备在继续使 用， 基于经济性实用性原则， 相关使用单位在旧设备技 改方 面积极 探索 ， 力 求减 少投 入 ， 同时 又能使 设 备性能 达到现代工艺要求 ， 以求环保节能高效。2 0 0 9年 ， 笔者 应 邀参加 某 钢厂 精炼 炉液 压 系统 的技 改 ，小 文就 这次 液 压 系统 的技改 做一 点介 绍 ，希望 能 与一线 的技 术维 护 人员共享 -十一十- ■一- - ● 一-十一 一-十一 。 卜 -十- 卜-十-十-一 十一-十一● 一一十一 。 f一 一-十一 -十一 一- ’一一 。 十 一- 。 十 一一 卜- 十一- 一-t ～- 一-t 一-十一 - t一- 一- 卜 - 一-’ 一 ● 一- 十-。 一。 十一。 十一- 。’ 一‘ 臂下沉 ， 应拆检和清洗先导阀或更换先导阀 ； 如果没有 是突变， 如果是渐变， 一般是 由于磨损导致原始尺寸与 液压油冒出， 则应打开组合阀的回油口， 观察该油 口是 配合的改变而丧失原始功能 ， 如果是突变 ， 则往往是零 否有液压油冒出， 如果有液压油冒出， 则是由于组合 阀 部件突然损坏所致 ， 如弹簧折断、 密封件损坏 、 运动件 的内漏造成动臂下沉 ，应拆检和清洗组合 阀或更换组 卡死或被污物堵塞等。②要分清易损件 、 非易损件 ； 处 合阀。 于高频重载下的运动件， 还是处于低频 、 轻载或基本相 5 如果第一到第 四种情况均排除 的情况下动臂 对静止的零件。通常低频 、 轻载或基本相对静止的零件 下沉现象仍未消失，则应停机 ，将动臂及铲斗放到最 不易发生故障。掌握这些规律后 ， 对于快速分析判断故 低 ， 拆卸分配阀的动臂阀杆 ， 仔细查看阀杆和阀孔以及 障部位可起到积极作用。 它们的配合情况等。 参考文献 2 击 汪 【 1 】 左健 民． 液压与气动传动【 M ] ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 ． 一 H／。 H f 2 1 张风 山 ，静永臣． 工程机械液压液力系统故 障诊 断与维修【 M】 ． 以上结合 Z L 5 0 G型装载机工作液压系统两个故障 北京 化学工业出版社． 2 0 0 9 ． 实例 ， 阐述 了装 载机工作 液压系 统故障分 析和排除 。使 【 3 】 黄志坚， 吴百海． 液压设备故障诊断与维修案例精选【 M 】 ． 北 用 和维 修人 员 只要 掌握 原 理 ， 熟悉 结 构 ， 重 视分 析 ， 就 京 化学工业出版社， 2 0 0 9 ． 会大大地提高故障诊断准确性和维修质量。另外． 在装 [ 4 J李新德． 液压系统故障诊断与维修技术手册【 M 】 ． 北京 中国电 载机工 作液 压系统 故 障分析 诊 断中 ，根据 系统工 作原 力出版社， 2 0 0 9 理 ， 需掌握一些规律或常识 ①分析故障过程是渐变还 【 ] 武开军， 卢义斋 液压系统的故障原因分析和故障特征及诊 断【 J 】 ． 制造业 自动化 ， 2 0 1 0 5 ． 46