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常见故障及处理

在高温环境中装载机液压系统的故障诊断及排除

来源: 时间:2016/4/19 11:16:38

摘要:分析了在高温环境中工作时装载机液压系统的油温易过高的原因,探讨了液压系统高温故障分析判断的方法,并就对在高温环境中装载机液压系统的使用和维护提出了建议。
关键词:装载机;液压系统;诊断;高温环境
      装载机在使用过程中,其液压系统由于机械的自然磨损,以及使用保养不当,或意外损坏等原因,会产生各种各样的故障。如何准确、及时地判断故障发生的位置和分析故障产生的原因,直接关系到设备的利用率问题。因此,作好装载机液压系统故障分析和判断工作就显得更加重要。
装载机液压系统最佳工作油温区间35--550C,允许最大工作温度是65--700C。笔者长期在国外(阿曼、沙特等中东国家)施工,当地年均温度约35-40度,夏季温度可达50度。在非工作状态下,装载机液压系统的油温就已接近400C,当开始工作时,油温上升很快,经常超过设计上限。油温过高使系统油液粘度下降,破坏了液压元件运动副间油膜,致使金属直接接触,机械运转噪声将会增大,同时增加磨损,导致液压元件出现泄漏及其它故障,而这又会加快系统的温升。由于温度的继续升高,油液变得更稀,磨损、泄漏更大,从而又进一步加剧系统温度的高升,形成恶性循环。由于液压系统的油温过高,从而增加了系统的故障率,减少了设备的利用率,降低了工作效率。因此,必须掌握诊断故障的基本要点和方法,采取相应有效的手段,顺利地排除高温故障,必要时对油路系统进行技术改造,提高工作效率。
一、高温工作环境对装载机液压系统的影响
高温的工作环境,对装载机液压系统的影响主要有以下几个方面:1.油温升高,液压油的粘度降低,液压泵容积效率下降,粘度下降也会引起小孔或缝隙流量不稳,调速特性失调。2.油温升高,导致油膜强度降低,润滑性能下降,摩擦力增加,以致系统发热,形成恶性循环。3.油温升高,使得油液加速氧化,性能变坏,寿命降低。4.高温使元件发热变形,配合精度变差,热涨系数不同的运动副因而产生间隙变化,甚至出现“卡死”现象。5.高温使液压密封件的密封性能下降、寿命缩短,同时由于装载机液压系统常期处在高尘的工作环境下,灰尘很容易经过油箱的通气孔、加油口、以及管路连接处等侵入系统内部,引起液压油的污染。而液压油的污染也能引起装载机液压系统的零部件磨损、腐蚀加剧,滑阀研伤或卡滞、卡死,堵塞阻尼孔或节流孔、使节流失效,安全阀、溢流阀或减压阀卡滞、乃至丧失功能.加速工作介质的老化变质、缩短使用期限。
二、装载机液压系统高温故障分析和判断
1、基本要点
1)熟悉装载机液压系统的原理、结构及其内在联系
在进行装载机液压系统的故障分析之前必须弄清楚整个装载机液压系统的传动原理、结构特点,然后根据故障现象进行判断,逐步深入,采取顺藤摸瓜的分析方法,有目的、有方向地逐步缩小可疑范围,确定区域或部位,避免行动的盲目性。装载机液压系统主要由能源装置、执行装置、控制调节装置和辅助装置构成:能源装置主要是将机械能转换成油液的液压能的装置,给装载机液压系统提供压力油,使整个系统能够运转动作起来的能源转换装置;执行装置是根据工位的需要,把经过传递过来的油液的液压能转换成机械能的装置;控制调节装置是控制装载机液压系统中油液压力、流量和流动方向的装置,是保证系统正常工作必不可少的组成部分;辅助装置是上述三项以外的其它装置,如油箱、滤油器、油管等,保证装载机液压系统可靠、稳定、持久地工作。装载机液压系统要正常工作,离不开能源装置、执行装置、控制调节装置和辅助装置的密切配合,其中只要任何一个部分、一个零件出现问题,就会引起故障。并且总是通过某种现象反映出来,如果不熟悉装载机液压系统的基本结构,甚至察觉不到故障的存在,就更谈不上判断和排除故障。因此,一个合格的维修人员,对装载机液压系统的每一个零部件的基本结构和功能,应当是应知尽知的。
2)保持冷静和善于思考
无论是设备操作人员还是维修人员,当设备发生故障时切不可慌乱,在没有找到故障的原因之前,不应盲目地对设备进行乱拆、乱卸,而应当保持冷静,沉着地进行思考,分析故障的现象,并按合理的程序查找产生故障的原因。否则,不仅浪费人力、物力和时间,而且,还会增加故障的复杂性,对于以往经常出现的故障现象,可以进行经验判断。
3)方法对路,逐一排除
有些故障并不复杂,不要把简单的问题复杂化,否则,越修越复杂。有时引起故障的原因是多方面的,当初步判定故障产生的范围,或者已经确定故障产生于某一系统。而尚未找到其根本原因时。可以采取隔离审查的方法。即把受到怀疑的部分与其它部分隔离开来,然后逐一进行检查。
2、基本故障判断方法
故障的现象各种各样,产生故障的原因也往往是多方面的,在具体的实际检修过程中,要充分利用眼、耳、手等各种感觉器官,并根据工作经验具体地判断出故障的部位,然后能按照检修程序进行修理。在判断时先要搞清楚故障的基本现象或特征,再根据装载机液压系统的构造和原理,深入细致地思考和具体分析有可能产生故障的部位,以及有可能产生故障的原因,然后遵循“从简到繁,由表及里,由易至难”的原则,按系统分段进行检查诊断。检查时,可采用先查两头,后检中间,逐步逼近的方法,最后作出正确的诊断。具体的判断方法可以概括为:问、看、听、摸、试”
1)问
任何故障在发生前总有预兆,发生时亦有现象表露,所以,首先要到现场向操作者询问设备出现故障前后的工作状态及异常现象,产生故障的部位和故障现象,故障的症状以及故障是突然发生的、还是逐步出现的。同时,还要了解过去发生的类似现象的处理情况。通过仔细询问,可以充分了解故障发生的来龙去脉,在未搞清楚上述情况之前,切不可盲目拆卸。
2)看
在“问”的基础上要亲自到现场了解情况,对装载机液压系统的工作情况进行仔细地查看,观察故障现象,查找故障部位,查看污漏情况,全面掌握装载机液压系统的外在表象,为故障的分析判断提供正确的直接依据。
3)听
凭听觉器官来判断装载机液压系统的异常声响,并确定产生异常声响的部位,再根据思考和分析,推断出引起故障的原因和具体部位。
4)摸
用手触摸有关零部件的表面,直接感受到零部件的温度、震动及磨损等情况。
5)试
通过一些有效的试验,来进一步证实初步的判断是否有正确。比如,通过维修人员亲自操纵设备,试验故障产生的部位,体会故障的症状,或通过更换某一个零部件利用排除法来验证故障部位等。
上述几方面既是各自独立,又是相互依赖的,通常,在进行故障判断时,往往是几种方法并用,通过综合各种信息分析,最终作出正确的判断。应当指出,对于不同种类的设备,或不同的故障,必须是具体问题具体分析,并根据实际情况灵活应用。在排除故障后,还应及时总结经验,只有这样才能逐步提高判断故障的技术水平。
三、加强对高温下的装载机液压系统的使用和维护对策
综上所述加强对高温下的装载机液压系统的使用和维护就显的很重要。针对高温高尘下工作的装载机液压系统特点,首先采用尽可能大的油箱,靠油箱的自然散热来满足系统对温度的要求,有条件的可以采用冷却器。装载机液压系统设计者一般为了节约空间将油泵置于油箱的上方,但由于电机转动引起的震动会加剧油温升高。其次主要采取二个办法:一是防止泄漏,二是防止烟尘对装载机液压系统的污染。由于装载机液压系统处在高温下工作,为了防止因液压油泄漏引发火灾,在选择工作介质时应选用抗燃或不燃液压油,但由于抗燃或不燃液压油对元件要求较高,对于不能采用抗燃或不燃液压油的装载机液压系统,如何防止泄漏就尤为重要,主要采取以下措施:1.定期更换液压油。装载机液压系统在高温高尘下使用,随时问的增长液压油会逐渐老化变质,定期更换液压油,对防止泄漏是非常必要的。2.定期更换密封件。由于系统常期处在高温的环境下工作,密封件容易老化,要及时更新老化的密封件。通常,高温下工作的装载机液压系统的密封件的寿命要比在常温下工作的密封件将来得短,要在实际工作中摸索出密封件的寿命长短,以便及时地更换密封件。3.改进绝缘法兰管接头:原先的设计大部分是用石棉板,但是在实际应用中,石棉板的强度不够且不耐油,易爆裂造成泄漏甚至引发火灾。笔者在研究了多种材料并经反复实验后,采用呢绒棒加工成密封垫代替石棉板,呢绒板比石棉板对油液的适应性较好不易爆裂,使用寿命比石棉板长。实际使用表明其性能比石棉板优越得多,自从使用呢绒板代替石面板后由于绝缘法兰接头引发的泄漏问题得到了根本解决。4.短程大缸径的油缸的密封件尽可能选用比理论设计大一号的密封槽及密封件。抱匝油缸的行程短,缸径较大,实际使用中发现其O形密封圈易磨损,在技改时,笔者提出打破传统设计的理论框框,采用比理论设计大一号的密封槽及密封O形圈,解决了抱匝油缸的泄漏问题。5.加强对装载机液压系统的管理,定制度派专人定期对装载机液压系统各管接头巡视,对已经发现有泄漏的两接合面,应及时更换密封件,防患于未然。
此外,为延长装载机液压系统的使用寿命,可根据液压系统在整个寿命周期的不同状况,将其维护工作分为三阶段进行: (1)设备运行初期:必须加强管理,及时做好记录。特别注意初期运行50小时--100小时进行的第一次换油。换油前要用清洗液对整个系统进行清洗并且全部放净,以后要定期清洗过滤网、过滤芯,定期对油液进行取样检测,查明油污染原因,清除污染渠道。(2)设备运行中期:此阶段系统运行状态最佳,但应注意控制油污染,避免发生操作事故,对工作频繁的液压元件进行定期检测。此阶段维护工作的好坏将直接影响到系统的寿命。(3)设备运行后期:应加强日检、周检和月检力度。机械工程师要了解设备状况,及时监控。要定期对元件进行检修,已失效元件应进行修复或更换,减少被迫停机时间,从而达到系统寿命周期费用最经济。
总之,只要我们加强对高温下工作的装载机液压系统的管理,防止烟尘对装载机液压系统的污染,杜绝装载机液压系统的泄漏现象,就能降低装载机液压系统的故障率,让装载机液压系统更好的为我们服务。
参考文献:
1、张展,实用机械传动设计手[M],科学出版社,2004
2、张国瑞,张展,行星传动技术[M],交通大学出版社,2007
3、夏廷栋,杜绍武,液压系统的使用和管理[M],机械工业出版社,2007
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