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液壓泵壓力波動小松挖掘機液壓系統發熱故障分

作者:二手挖掘機 來源:juhua355556.cn 發布時間:2016-05-03

摘要:油泵吸油口壓力過低(即真空度過大)會降低泵的工作效率,并且容易産生氣蝕現象,使油液的流動性變壞,元件表面受到局部侵蝕疲勞甚至損壞,加大噪聲和震動。

油泵吸油口壓力過低(即真空度過大)會降低泵的工作效率,并且容易産生氣蝕現象,使油液的流動性變壞,元件表面受到局部侵蝕疲勞甚至損壞,加大噪聲和震動。因此,油泵的吸油口壓力不能太低,一般柱塞泵的吸油口壓力應不低于。085MP。;而吸油口壓力過大,也就是說油箱内壓力較大,這樣就會使液壓泵和馬達殼體内的洩油壓力增大,它會嚴重影響液壓泵和液壓馬達的正常工作,甚至會将軸封擊穿而無法工作。柱塞泵和住塞馬達的殼體洩油壓力一般不超過。15MPa。所以,液壓泵吸油口壓力過高或過低都會影響液壓系統的速正常工作,甚至使液壓元件遭到破壞,須查清原因及時排除。

1、原因分析

該機液壓油箱的充氣壓力為0?15MPa,它是通過一套氣壓系統來實現的,氣體是由發動機上的空壓機所提供,經過儲蓄氣罐、減壓閥及管路等輸送到油箱内,使油箱壓力增大,提高油泵吸油口壓力。

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工作裝置是由雙作用單活塞杆液壓油缸來驅動的,由于油缸的兩個工作腔存在面積差(有杆腔面積差總是小于無杆腔的面積),當油缸運動時,兩腔的進、出油液的流量就存在一個差值。如果油缸的大腔進油(即油泵向大腔供油),那麼小腔流出的油液就流回油箱,由于進人大腔的油量多于小腔流出的油量,所以油泵從油箱吸出的油液流量要大于油缸小腔流回到油箱的油液流量,那麼油箱的油量就會減少,油面就會下降,油面上?的氣壓變小,氣路系統開始向油箱内供氣,以保氣壓不變。如果油箱内油液減少的流量大于進人油箱的氣體流量,那麼油箱内的氣壓就會減少,二者相差越大,氣壓就會越低,從而導緻油泵進油口壓力過低。

當油缸的小腔進油(即油泵向小腔供油),那麼大腔流出的油液就進人油箱,由于進人小腔的油液流量小于大腔流出的流量,所以油泵從油箱吸出的油液流量要小于油缸大腔流回到油箱的油液流量,那麼油箱的油量就會增加,油面就會上升,油箱内氣體被壓縮氣壓變大,安全閥開啟,油箱内的氣體排出,以保持氣壓不變。如果排出氣體的流量小于油箱内油液增加的流量,就會使油箱内氣壓升高,導緻油泵吸油口壓力增加。

以鬥杆運行為例,經計算可知,鬥杆油缸運動時,進、出油缸兩腔油液的流量差值(即油箱内油液增加或減少的流量)較大,約為170L/min,隻有進人或流出油箱的氣體流量達到該值時,才能保證油箱内的壓力不變。由于受氣源的限制,且氣壓管路長、彎曲多且管徑小,造成氣阻大,是導緻進氣量不足(達不到170Umin)的主要原因。當工作裝置不運動時,即油缸不運動,那麼油泵排出的油液直接流回了油箱,也就是說,油泵從油箱吸出的油液流量與流回油箱的油液流量相等,所以油。箱内的油量不變,油面高度也就不變,氣壓穩定,從而使油泵吸油口壓力保持不變。

另外,油泵吸油管過長且彎多,使吸油阻力增大,它是油泵吸油口壓力過低的原因之一。

2、解決方法

(1)改進氣路系統增大氣壓管路的通徑,減少彎曲,增加供氣量,更換通徑較大的安全閥。但此法改動較大,且受氣壓管路布置的限制。費用也較高。

(2)取消氣路加壓系統在油箱上加裝一個予壓式空氣濾清器(型号為PAF1-0.02-0.45-10L),它可以保證在油箱内壓力小于0.1MPa時,就打開單向閻進氣,而油箱内壓力大于0.12MP。時,其内部的排氣單向閥就會打開,氣體排出。通氣量可達450L/min,遠大于進、出油缸兩腔油液的流量差值。同時,縮短油泵吸油管,減少油管彎曲。這樣就可以保證油泵吸油口壓力在0.l-0.12MP。的正常範圍内。此法簡便易行且費用較低,并取消了油箱的加壓系統,從而降低了成本。

該機在經過第二種方法的改進後,效果良好。

1、液壓系統的發熱現象及其危害

液壓系統發熱是挖掘朵較為普遍的一各種故障現象,亦是分析處理較為複雜的一咱軟故障。小松PC200/400型挖掘機正常工況下,液壓系統油溫應在60oC以下,(油泵的溫度較之高5-10oC),如果超出較多,則稱之為液壓系統發熱。其故障特征為:挖掘機冷車工作是,各種動作較正常,當機械工作約一小時後,随着液壓油溫升高,便出現挖掘機各執行機構無力及動作滞緩,特别是挖掘力不夠,行走轉向困難等。

液壓系統出現發熱現象如不能及時處理,就會對系統産生極為不利的影響:

(1)油液粘度下降,洩漏增加,又使系統發熱,形居惡性循環;

(2)加速油液氧化,形成膠狀物質,阻塞元件小孔,使液壓元件失靈或卡死,無法工作;

(3)使橡膠密封件,軟管老化失效;

(4)使油泵及液壓閥件磨損加劇,甚至報廢。

2、挖掘機液壓系統發熱的故障實例分析

對此類故障,一般來說應首撫從液壓系統外部的内部分析着手。内部原因 主要是系統設計不合理造成的。如元件間匹配不合理,管路通道過細,彎頭多,彎曲半徑小,油箱容積不夠等因素造成的。這類問題應在設計階段予以充分考慮,否則将造成挖掘機液壓系統先天不足,制成産品後就難以克服。

2.1 外部原因引起的液壓系統發熱

如小松PC200-5型挖掘機液壓泵的發動機是通過減震箱内的減震阻尼器來連接的。在處理一台挖掘機液壓系統發熱故障時,發現其減震箱内油位大大超過觀察油平面螺絲處(一般約為1.5L),而這些過多的油液在伴随減震阻尼器轉動過程中,産生大量的熱量并傳遞到液壓泵,導緻系統發熱。

此時,将減震箱油液洩放至标準油位後,故障便可消除。造成減震箱油位過高的原因有二,一是操作人員盲目加油;二是液壓泵軸端油封老化,使液壓油的由此洩漏,後者應拆栓液壓泵更換油封。

2.2 散熱器散熱性能不良引起油溫過高

散熱器散熱性能不良的主要形式有:外部散熱翅片變形或堵塞,冷卻作用差;冷卻風扇量不足;液壓油散熱器内部管道阻塞。前兩者除可直觀判斷外,還可從散熱器上下管溫差變化不大得知,此時應清理散熱片,緊固風扇皮帶等。對液壓油散熱器内部管道阻塞的判斷,可通過在散熱器進出口油道安裝壓力表,檢查二者之間的壓差,油溫為45oC左右壓差在0.12MPa以下司于正常情況,如果高于0.12MPa,則表明油管阻塞嚴重,應拆卸散熱器上下蓋,疏通管道。

2.3 液壓回油濾芯單向閥失靈引起液壓油過熱

從液壓系統原理圖可以得知,液壓系統回油濾芯單向閥與液壓油散熱器并聯接在回油濾芯的出口上(可參見PC200-5液壓系統原理圖)。其功用是當回油散熱器壓差在0.185MPa以上時自動開啟,短接散熱器構成回油通路。實際工作中,因該閥安裝在回油濾芯底部,難以檢查保養,加之個别操作者對液壓油油質選 用不當,長期不換油及年久失修等,使油液污染嚴重,導緻該閥卡死在常開位置上(還有的擅自将此閥拆除),于是回油散熱器不起散熱作用,勢必引起油溫過高。在每次更換液壓油時應檢查此閥有否卡滞現象。

2.4 液壓油牌号選用不當或油質差引起油溫過高

近年來發生多起因選用性能不符合規定的油液或僞劣油後液壓系統油溫升高的故障。例如,誤用粘度過高的油液,引起液流壓力損失過大,轉化為熱能,會引起溫升過高;誤用粘度過低的液壓油,也會引起工作液壓泵及液壓元件内洩漏大,産生熱量;此外,一些劣質油液,粘溫性能差,易乳化和生産氣蝕,折出氣泡等,會在液壓油高壓産生局部高溫并加劇元件的磨損。

2.5 泵及液壓系統壓力閥調節不當引起的系統發熱

液壓泵作為液壓系統的動力源,其工況好壞影響着系統發熱程度。如PC200型挖掘機的主泵為柱塞泵,如果泵内配流盤與缸體,滑靴,斜盤及柱塞缸體間配合位磨損較大,往往造成液壓泵較快發熱。這可通過觀察泵升溫快,并有噪聲的特點加以判斷。其修複方法是,研磨修整有關密封配合面或更換無法修複之零件。

PC200型挖掘機先導控制泵為齒輪泵,其功用是為系統提供操作控制壓力油和根據負載要求調節主泵排量的大小。如果該泵内齒輪端面磨損較大或齒項間隙較大,内洩漏增加,都會使泵發熱并影響主泵正常工作。

溢流閥壓力過高或過低也會引起液壓系統發熱,如系統壓力調節過高,會使液壓泵在超過額定壓力下運行,使泵過載,導緻油溫升高;反之,如果系統壓力調節過低,會使工作機構在正常負載下,頻繁出現溢流閥開啟卸荷現象,造成液壓系統溢流發熱。

小松PC200-5型挖掘機液壓系統各壓力閥設定值如下表所列。

測試部位 測試條件 标準值(Mpa) 備注

主溢流閥 油溫45oC左右 32.5(+0.8-1.1) 兩組

動臂 發動機高怠速 32.5(+0.8-1.1)

鬥杆 主泵出口 32.5(+0.8-1.1)

鏟鬥 同上 32.5(+0.8-1.1)

旋轉 同上 29.0(+1-0.5)

行走 同上 32.5(+0.8-1.1)

先導控制泵 油溫45oC左右 3.2(+0.4-0.1)

TVC控制閥 操作閥杆中立 2.0(+0.1-0.1)

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