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裝載機液壓系統(tǒng)的常見故障與維修方法
裝載機上應(yīng)用液壓傳動的系統(tǒng)主要有工作裝置液壓系統(tǒng)、變矩-變速液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)等，具有結(jié)構(gòu)緊湊、運行平穩(wěn)、動作靈活、操作方便輕巧等優(yōu)點，但是由于液壓傳動是以液體作為傳遞動力的介質(zhì)，故容易產(chǎn)生泄漏，運行較長時間后，還容易出現(xiàn)過熱、工作無力、內(nèi)部元件損壞等故障。液壓傳動故障的出現(xiàn)具有突發(fā)性和隱蔽性，而且涉及的元件比較多，給故障診斷和排除帶來極大的困難，因此在維修液壓系統(tǒng)時，必須弄懂其工作原理，并在正確分析故障原因才能保證維修的質(zhì)量。本人經(jīng)過幾年來在生產(chǎn)工作實踐中的學(xué)習(xí)，積累了一些經(jīng)驗，寫出來與大家切磋，希望能對檢修液壓傳動系統(tǒng)起到一定的指導(dǎo)作用。
本文以ZL50C裝載機常出故障的工作裝置液壓系統(tǒng)為例，介紹液壓傳動的工作原理，并分析其在工作過程中常見的故障現(xiàn)象診斷和排除方法。
一.ZL50C工作裝置液壓系統(tǒng)的工作原理
ZL50C工作液壓系統(tǒng)主要由工作泵、分配閥(分配閥由安全閥、轉(zhuǎn)斗滑閥、轉(zhuǎn)斗大腔雙作用安全閥、轉(zhuǎn)斗小腔安全閥、動臂滑閥等集成)、轉(zhuǎn)斗油缸、動臂油缸、油箱等組成。
ZL50C裝載機工裝置作液壓系統(tǒng)采用順序回路，各機構(gòu)的進(jìn)油通路按先后次序排列，泵只能按先后次序向一個機構(gòu)供油。在工作過程中，液壓油自油箱底部通過濾油器被工作泵吸入，從油泵輸入具有一定壓力的液壓油進(jìn)入分配閥。壓力油先進(jìn)轉(zhuǎn)斗滑閥，轉(zhuǎn)斗滑閥有三個位，操作該滑閥，使滑閥處右位或左位，可以分別實現(xiàn)斗的后傾、前傾動作，當(dāng)轉(zhuǎn)斗滑閥處中位時，壓力油進(jìn)入動臂滑閥。動臂滑閥有四個位，操作滑閥，如圖-1所示中從右到左的四個位，分別可以實現(xiàn)動臂的提升、封閉、下降和浮動動作。系統(tǒng)通過分配閥上的總安全閥限定整個系統(tǒng)的總壓力，轉(zhuǎn)斗大、小腔的雙作用安全閥分別對轉(zhuǎn)斗大腔、小腔起過載保護(hù)和補油作用。動臂滑閥與轉(zhuǎn)斗滑閥的油路采用互鎖連通油路，可以實現(xiàn)小流量得到較快的作業(yè)速度。
二.ZL50C工作裝置液壓系統(tǒng)故障診斷與排除
ZL50C裝載機，轉(zhuǎn)斗滿載時，發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速下，動臂提升時間應(yīng)小于7s，轉(zhuǎn)斗前傾時間應(yīng)小于2.5s，大于相應(yīng)時間則為動作緩慢;工作裝置液壓系統(tǒng)的調(diào)定壓力為17Mpa，小于該壓則為系統(tǒng)壓力偏低。工作裝置液壓系統(tǒng)的故障主要表現(xiàn)在兩個方面：動臂舉升緩慢、無力或無動作;轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)緩慢、無力或無動作。引起兩個故障的主要原因是工作油壓偏低，而造成壓力偏低的主要原因是堵塞和泄漏。油路暢通、密封好是系統(tǒng)正常工作的保證，堵塞和泄漏是最常見的液壓傳動故障，因此檢查液壓傳動故障一般從液壓油路方面開始檢查。以下是對ZL50C工作裝置液壓系統(tǒng)不同故障現(xiàn)象的診斷和排除方法。
1、故障現(xiàn)象：動臂工作正常;轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)緩慢、無力或無動作
在工作裝置液壓系統(tǒng)中，如只是動臂工作正常;轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)緩慢、無力或無動作。從工作原理圖不難看出：動臂舉升正常，這說明工作泵、總安全閥是正常工作的，同時也說明泵進(jìn)油端的管路和濾油器以及油箱的油量、油質(zhì)沒問題。此時只需注意檢查轉(zhuǎn)斗滑閥、轉(zhuǎn)斗大、小腔雙作用安全閥、轉(zhuǎn)斗油缸、轉(zhuǎn)斗部分的油管、及其密封件了。
液壓傳動故障診斷與排除方法大同小異，同樣轉(zhuǎn)斗部分與動臂部分的故障處理方法也基本相同，因此對于處理轉(zhuǎn)斗部分的故障可參照2.1故障現(xiàn)象的處理方法進(jìn)行操作。另需要注意的是：轉(zhuǎn)斗油缸的大腔小腔油路上各自裝了雙作用安全閥，起過載保護(hù)和補油作用，也控制著兩個腔的工作壓力。轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)工作緩慢、無力或無動作還跟兩個雙作用安全閥控制壓力偏低有關(guān)，也是故障常產(chǎn)生點，因此對該安全閥的檢查也很重要。
轉(zhuǎn)斗油缸大腔安全閥壓力的檢查和調(diào)整：在測壓點2接上25Mpa量程的壓力表，將動臂提升到最高位置，發(fā)動機在怠速下，操縱轉(zhuǎn)斗滑閥，使轉(zhuǎn)斗前傾至最大位置后，回復(fù)中位，然后操縱動臂滑閥使動臂下降，此時表的讀數(shù)應(yīng)位20Mpa，如有差別應(yīng)調(diào)整。轉(zhuǎn)動調(diào)壓絲桿，擰進(jìn)壓力增加，擰出壓力減少。
轉(zhuǎn)斗油缸大腔安全閥壓力的檢查和調(diào)整：在測壓點3接上16Mpa量程的壓力表，將動臂提升到水平位置，發(fā)動機在怠速下，操縱轉(zhuǎn)斗滑閥，使轉(zhuǎn)斗前傾到最大位置，回復(fù)中位，提升動臂，此時表的讀數(shù)應(yīng)位12Mpa，如有差別應(yīng)調(diào)整。轉(zhuǎn)動調(diào)壓絲桿，擰進(jìn)壓力增加，擰出壓力減少。如調(diào)不起壓，有可能雙作用安全閥有故障，拆開雙作用安全閥，檢查雙作用安全閥閥孔與閥桿的間隙，兩安全閥一樣，標(biāo)準(zhǔn)值為0.01~0.02mm，修理極限為0.035mm;檢查變形彈簧壓縮，當(dāng)彈簧壓縮道長度位49.4mm時，施加力應(yīng)大于660N。如有斷裂或狀態(tài)不良，應(yīng)更換。
2、故障現(xiàn)象：動臂舉升緩慢，無力或無動作，而轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)正常
在工作裝置液壓系統(tǒng)中，如只是動臂舉升緩慢，無力或無動作，而轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)正常。從工作原理圖不難看出：轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)工作正常，這說明工作泵、總安全閥是正常工作的，他們所提供給整個系統(tǒng)的壓力足夠，同時也說明泵進(jìn)油端的管路和濾油器以及油箱的油量、油質(zhì)沒問題。此時只需檢查動臂滑閥、動臂油缸、動臂部分的油管、及其密封件了。
1)檢查油路堵塞情況
需檢查的幾個元件故障易排除但不易診斷，因此我們只需常作規(guī)處理，拆下油管，拆下動臂滑閥閥體、閥桿及相關(guān)部件進(jìn)行清洗，把油道清洗干凈并用壓縮空氣吹通吹干。
2)檢查油路泄漏情況
液壓系統(tǒng)的泄漏一般都是在使用一段時間后產(chǎn)生。從表面現(xiàn)象看，多為密封件失效、損壞、擠出或密封表面被拉傷等造成。主要原因有：油液污染、密封表面粗糙度不當(dāng)、密封溝槽不合格，管接頭松動、配合件間隙增大、油溫過高、密封圈變質(zhì)或裝配不良等。泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏，一般先從外泄漏開始檢查起。
a.外泄漏故障的處理
診斷方法：外泄漏一般憑肉眼就可觀察到。首先檢查油管有無破裂，管接頭是否松動，密封件是否損壞、失效或擠出;檢查缸蓋與缸筒的接合處，活塞桿與缸蓋導(dǎo)向套之間有無泄漏現(xiàn)象，檢查活塞桿刮傷情況。
排除方法：緊固管座螺栓，更換密封件，活塞桿拉傷嚴(yán)重要重新鍍鉻處理或更換。
b.內(nèi)泄漏故障的處理
診斷方法：該部分內(nèi)泄漏主要產(chǎn)生于動臂滑閥和油缸內(nèi)泄漏。內(nèi)泄漏隱藏于閥和缸內(nèi)部，不易檢查。但我們可以借助一些輔助方法來判斷泄漏情況。
對動臂油缸的檢查：當(dāng)動臂缸活塞收到底后，拆下無桿腔油管，使動臂缸有桿腔繼續(xù)充油。若無桿腔油口有大量工作油泄出，說明液壓缸發(fā)生內(nèi)漏;也可以使轉(zhuǎn)斗裝滿載荷，舉升到極限位置，動臂操縱桿置于中位，并使發(fā)動機熄火，觀察動臂的下沉速度;然后，將動臂操縱桿置于上升位置，如果這時動臂下沉速度明顯加快，也說明內(nèi)漏發(fā)生在液壓缸;如果下沉速度變化不明顯，則內(nèi)漏原因出在動臂滑閥。
對動臂滑閥的檢查：動臂滑閥的泄漏主要是因為閥桿與閥體的配合間隙太大，調(diào)壓彈簧損壞，閥內(nèi)密封件損壞或閥體有砂眼等。檢查閥桿和閥體的配合間隙，檢查壓力彈簧，看閥內(nèi)密封件是否有損壞;檢查閥體是否有砂眼等鑄造缺陷。
排除方法：如油缸內(nèi)泄漏測試結(jié)果超過規(guī)定值，應(yīng)予以拆開作進(jìn)一步檢查，是密封圈裝配錯誤應(yīng)重新裝配，是密封圈損壞應(yīng)更換，是缸壁拉傷嚴(yán)重應(yīng)更換;如動臂閥磨損嚴(yán)重應(yīng)更換。
3、故障現(xiàn)象：動臂舉升緩慢、無力或無動作;轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)緩慢、無力或無動作
在工作裝置液壓系統(tǒng)中，動臂和轉(zhuǎn)斗工作斗工作都不正常，引起這一原因比較多，它可能包含了前面故障現(xiàn)象外，還與總安全閥、工作泵、濾油器、液壓油、分配閥進(jìn)回油路故障有關(guān)。由于涉及點比較多，我們可從由易到難、從關(guān)鍵點開始檢查起。先我們檢查最直觀的點，檢查各管接頭是否松動、密封可靠否;檢查油管是否老化油，有無外泄漏;檢查油箱油量足不足，液壓油是否清潔等，有問題先排除，接著檢查幾個關(guān)鍵部位。從幾率上來講，動臂滑閥和轉(zhuǎn)斗滑閥同時損壞，動臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸同時發(fā)生內(nèi)泄漏的可能性比較少。因此我們可以考慮影響工作裝置整個系統(tǒng)壓力的泵和安全閥作手。
系統(tǒng)壓力的檢測：在測壓點1裝上25Mpa量程的壓力表，將動臂提升到水平位置，發(fā)動機在額定轉(zhuǎn)速下，操縱轉(zhuǎn)斗滑閥，使轉(zhuǎn)斗后傾直到表顯示最高壓力，此時讀數(shù)應(yīng)為17MPa。如果系統(tǒng)壓力偏低，應(yīng)主要從以下幾個方面分析和排除：
1)分配閥有內(nèi)漏：分配閥內(nèi)泄漏主要原因有：總安全閥的主閥芯被卡死，閥桿與閥體的配合間隙太大，調(diào)壓彈簧損壞，閥內(nèi)密封件損壞或閥體有砂眼等。拆檢總安全閥的錐閥是否被卡住;檢查閥桿和閥體的配合間隙，正常的配合間隙應(yīng)在0.005~0.025mm之間，修理極限為0.04mm;檢查主閥芯于主閥套配合間隙，正常配合標(biāo)準(zhǔn)間隙為0.010~0.018mm，修理極限為0.03mm。覆蓋間隙超差，應(yīng)鍍鉻配磨;檢查壓力彈簧，看閥內(nèi)密封件是否有損壞;檢查閥體是否有砂眼等鑄造缺陷。
2)工作齒輪泵內(nèi)漏：齒輪泵內(nèi)漏表現(xiàn)為：工作時噪聲大、發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，則噪聲越大;在濾油器中可見到大量銅屑。應(yīng)拆檢齒輪泵，檢測齒輪的端面間隙(正常值為0.100~0.140mm)齒輪的嚙合間隙(正常值為0.005-0.015mm)、齒輪的徑向間隙(正常值為0.100-0.200mm)，以及檢查密封件是否良好等。如有超差或損壞，應(yīng)修復(fù)或更換。
在檢查并處理好在系統(tǒng)總的壓力問題后，如仍工作不正常則可按1、2條分別對動臂部分和轉(zhuǎn)斗部分排除。
三.裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)維修的注意事項
本文只介紹了ZL50C裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)的典型故障及其維修方法，實際上還有其他一些故障，如轉(zhuǎn)斗動作時產(chǎn)生“點頭”現(xiàn)象，管接頭經(jīng)常沖斷等等，但無論什么緣故，所有的液壓傳動問題都可歸納為：壓力、流量、方向三大問題。而引起三大問題的原因一般都是泄漏、堵塞、油管接錯、調(diào)壓不對造成的。因此我們在維修液壓系統(tǒng)故障時必須注意：
1、液壓元件一定要清洗干凈，油路處理暢通后方可組裝。
2、不要使用不干凈的液壓油，不用劣質(zhì)的密封件。
3、一定要正確組裝元件，如“Y”型圈開口不能裝反，管不能接錯。
4、對安全閥的調(diào)整在未弄清楚之前不要亂動，以免引起調(diào)大了沖壞液壓元件，調(diào)小了工作緩慢、無力或無動作。
5、一旦系統(tǒng)出了故障，不要盲目處理，按照“先易后難、先外后內(nèi)、先重點后一般”的順序分析和解決問題，一般先檢查外部泄漏情況，檢查油量油質(zhì)，檢查堵塞情況，對于元件內(nèi)部故障引起的系統(tǒng)故障，由于難于診斷和排除，所以必須弄懂原理后針對性的檢查，避免不必要的浪費。
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