工程建設(shè)機(jī)械及液力系統(tǒng)維護(hù)與故障分析
每位接觸過(guò)工程建設(shè)機(jī)械的人都知道,現(xiàn)代工程建設(shè)機(jī)械越 來(lái)越多的采用液壓、液力技術(shù),特別是一些大型設(shè)備如攤鋪機(jī)的機(jī) 電液組合,成了現(xiàn)代工程建設(shè)機(jī)械自動(dòng)化程度、工程質(zhì)量精度的 重要標(biāo)志。所以如何保養(yǎng)維護(hù)液壓、液力系統(tǒng)是每個(gè)機(jī)械管理人 員、修理及操作人員必須學(xué)習(xí)、解決的問(wèn)題,其重要意義在于提高 設(shè)備完好率、利用率及保證工程質(zhì)量。下面結(jié)合本人工作中一些 實(shí)踐,談?wù)劸S護(hù)方面需注意的問(wèn)題以及故障分析。
1 液壓傳動(dòng)的基本參數(shù)壓力P和流量Q
按液壓傳動(dòng)原理,壓力P和流量Q滿足:N=PQ/60 η
式中:
N—液壓操縱系統(tǒng)所耗功率kw;
P—液壓系統(tǒng)工作壓力,Mpa;
Q—系統(tǒng)流量,L/min;
η—系統(tǒng)總效率。
從上式中可看出,N一定時(shí),P與Q成反比,如果P低,Q要增 大,必須加大油泵、閥的過(guò)流面積,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸加大;P增大, Q變小,可減小液壓元件的過(guò)流面積,使結(jié)構(gòu)緊湊,重量減輕,但過(guò) 高的壓力使密封困難。P的大小應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)泵的額定壓力決定,并 由安全閥限制。系統(tǒng)的壓力包括工作壓力、補(bǔ)油壓力、回油壓力、 殼腔壓力等,每類設(shè)備都有規(guī)定的壓力,比如補(bǔ)油壓力2-2.5MPa, 振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)壓力18-19MPa, 變矩器進(jìn)口壓力0.4-0.6MPa,出口壓力0.25-0.28MPa等,一般都在說(shuō) 明書(shū)中標(biāo)明,檢測(cè)時(shí)可由接頭引出的備用壓力口直接用壓力表測(cè) 量。安全溢流閥的開(kāi)啟壓力為系統(tǒng)壓力的110%左右,一般不要 拆卸調(diào)整。
2 工程建設(shè)機(jī)械對(duì)液壓及液力油的要求
工程建設(shè)機(jī)械使用的液壓油,主要是抗磨液壓油,液力油為液 力傳動(dòng)油。每臺(tái)設(shè)備有其指定標(biāo)號(hào)的用油,這主要考慮系統(tǒng)的工 作條件,如液壓泵的類型(齒輪泵、柱塞泵、葉片泵)、工作壓力、 溫度、液壓元件使用的金屬、密封件的性質(zhì)。 液壓系統(tǒng)工作的可靠性及元件的壽命與系統(tǒng)用油的清潔有極密切的關(guān)系,要嚴(yán)格按說(shuō)明 使用,切不可混用不同牌號(hào)的油;另外,為保證油的質(zhì)量,加注或更 換油時(shí)須過(guò)濾,加油過(guò)程每個(gè)過(guò)程環(huán)節(jié)都應(yīng)保持清潔,防止水或 異物進(jìn)入,液壓系統(tǒng)維護(hù)或更換新的液壓元件,也要非常注意清 潔。檢測(cè)液壓油油質(zhì)的簡(jiǎn)單方法是將油液滴一滴到吸墨紙上,如 油跡有一黑色中心,即說(shuō)明油臟,需要換。
3 油溫
在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中,有一部分能量轉(zhuǎn)為熱能,使系統(tǒng)的溫度 升高。溫度升高會(huì)使油液粘度下降,運(yùn)動(dòng)阻力減小,但會(huì)使油膜支 承能力下降,導(dǎo)致磨擦副出現(xiàn)干磨,會(huì)使內(nèi)外泄漏的機(jī)會(huì)加大,會(huì)加快密封件老化。液壓油油溫并 非指油箱溫度而應(yīng)為泵或馬達(dá)的殼體泄油口處的溫度,以50~60 ℃為好,不可超過(guò)90℃;液力油油溫指變矩器出口溫度,40~120℃。
4 防止氣穴、氣蝕
由于油液中總會(huì)混合一定空氣,液體溶解的空氣量與油壓成 正比,當(dāng)油流經(jīng)泵的入口或狹窄的閥時(shí),壓力低,油液中析出氣泡 形成氣穴,氣穴在高壓區(qū)體積縮小,凝結(jié)造成真空,周圍液體質(zhì)點(diǎn) 以極高的速度補(bǔ)充,相互碰擊形成局部高壓,產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,稱 為氣蝕。防止氣穴、氣蝕要盡可能減少空氣的滲入,如油箱保持規(guī) 定液位,加油時(shí)有放氣螺塞的應(yīng)擰松放氣,液壓缸有氣時(shí)也要及 時(shí)放氣,對(duì)封閉試油箱,保持0.07Mpa的壓力,也是為了防止氣 穴、氣蝕。另外,要及時(shí)清潔更換濾芯,避免油泵油腔產(chǎn)生過(guò)大的 阻力。
5 故障分析與排除
任何機(jī)械的液壓系統(tǒng)無(wú)論多復(fù)雜,總不外乎由動(dòng)力元件(泵)、 控制元件(閥)、執(zhí)行元件(油缸、馬達(dá))、輔助元件(油箱、油管、散 熱器、濾清器等)組成;其連接方式不外乎由一些基本回路組成, 所以對(duì)管理人員、維修人員及操作人員了解這些元件的結(jié)構(gòu)原理 以及基本回路的特點(diǎn),即基本技能水平,是管好、修好、用好工程機(jī)械的前提。例如,推土機(jī)多路閥采用串聯(lián)油路,而裝載機(jī)多路閥 大多采用串并聯(lián)油路;再比如,穩(wěn)定土拌和機(jī)采用閉合式變量泵一 定量馬達(dá),攤鋪機(jī)左右兩套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)回路采用雙向變量泵-馬達(dá) 系統(tǒng),汽車起重機(jī)的支腿機(jī)構(gòu)回路、回轉(zhuǎn)機(jī)械回路、轉(zhuǎn)向回路,多 泵優(yōu)先閥保證發(fā)動(dòng)機(jī)低速的方向,以及軸向柱塞泵、馬達(dá)、變矩器的 結(jié)構(gòu)等等這些基本知識(shí)要求知道了解。
5.1 故障的特點(diǎn)
5.1.1 故障的多樣性
在大多數(shù)情況下,幾個(gè)故障同時(shí)出現(xiàn)。例如,壓力不穩(wěn)定,常 有振動(dòng),噪聲故障同時(shí)出現(xiàn),而系統(tǒng)壓力達(dá)不到要求,又和動(dòng)作故 障聯(lián)系在一起;某些機(jī)械、電氣部分的故障也會(huì)與液壓故障交織在 一起。因此,要把機(jī)械、電氣、液壓三方面聯(lián)系起來(lái),不要孤立分 析。
5.1.2 故障的復(fù)雜性
引起同一故障的原因可能有多個(gè),這些原因可能互相交織在一起影響,如壓力低,可能由泵或 閥故障引起,也可能兩者同時(shí)引起,或油粘度、系統(tǒng)溢漏等原因引 起。
5.1.3 故障的隱蔽性
故障現(xiàn)象有的明顯,有的不易發(fā)覺(jué),需細(xì)心觀察。比如,工 作運(yùn)轉(zhuǎn)忽快忽慢,動(dòng)作爬行,有異響、氣味、發(fā)熱、漏油,操作 失靈等,一旦發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)有故障,不論大小,都應(yīng)立即停止工 作,查找原因排除,不可帶“病”作業(yè)。比如PY180平地機(jī)變矩器 漏油,這時(shí)不能盲目更換密封件,應(yīng)首先分析產(chǎn)生漏油的原 因,檢查出口油溫是否過(guò)高,檢查出口壓力是否過(guò)大,檢查閉鎖 壓力是否正常,來(lái)逐一排除。
5.1.4 故障的產(chǎn)生與使用條件密切聯(lián)系,要充分考慮外部因素,周圍環(huán)境、溫度的變化、負(fù)荷的 情況等。比如,油溫高除了散熱器散熱不好或者壓力補(bǔ)償閥故障 外,環(huán)境溫度高,滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)于頻繁也可能引起油溫高。
5.1.5 故障可能難分析判斷而易處理:故障分損傷性故障和非損傷性故障,對(duì)于后者,可能清潔、 潤(rùn)滑、補(bǔ)充、調(diào)整、緊固、排氣即可排除。比如油路系統(tǒng)噪聲 大,通過(guò)放氣或更換濾芯有時(shí)就可排除;壓力低,通過(guò)校正壓力 閥壓力也可能排除。
5.2 故障排除思路步驟
排除故障一般應(yīng)按(1)弄清故障現(xiàn)象:現(xiàn)場(chǎng)檢查,了解故障 前后設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。(2)分析故障原因,一般要科學(xué)的按照實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn),并對(duì)照有關(guān)資料,列出可能發(fā)生同類現(xiàn)象的各種原因,繪出 故障分析推理圖和原因分析圖。比如,振動(dòng)壓路機(jī)行走無(wú)力,可 列出下圖分析。(3)確定檢查部分:拆卸、簽定、修復(fù)、組裝通 常由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,先拆卸簡(jiǎn)易的后推復(fù)雜的,先拆可能性大的, 后拆可能性小的。最后試車檢查故障是否排除,由技術(shù)人員制定 技術(shù)分析總結(jié)報(bào)表保存。