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裝載機(jī)液壓系統(tǒng)的常見(jiàn)故障與維修方法
裝載機(jī)上應(yīng)用液壓傳動(dòng)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(yùn)行平穩(wěn)、動(dòng)作靈活、操作方便輕巧等優(yōu)點(diǎn)，但是由于液壓傳動(dòng)是以液體作為傳遞動(dòng)力的介質(zhì)，故容易產(chǎn)生泄漏，運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，還容易出現(xiàn)過(guò)熱、工作無(wú)力、內(nèi)部元件損壞等故障。液壓傳動(dòng)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(lái)極大的困難，因此在維修液壓系統(tǒng)時(shí)，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(guò)幾年來(lái)在生產(chǎn)工作實(shí)踐中的學(xué)習(xí)，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，寫(xiě)出來(lái)與大家切磋，希望能對(duì)檢修液壓傳動(dòng)系統(tǒng)起到一定的指導(dǎo)作用。
本文以ZL50C裝載機(jī)常出故障的工作裝置液壓系統(tǒng)為例，介紹液壓傳動(dòng)的工作原理，并分析其在工作過(guò)程中常見(jiàn)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(dòng)臂滑閥等集成)、轉(zhuǎn)斗油缸、動(dòng)臂油缸、油箱等組成。
ZL50C裝載機(jī)工裝置作液壓系統(tǒng)采用順序回路，各機(jī)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(gè)機(jī)構(gòu)供油。在工作過(guò)程中，液壓油自油箱底部通過(guò)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(gè)位，操作該滑閥，使滑閥處右位或左位，可以分別實(shí)現(xiàn)斗的后傾、前傾動(dòng)作，當(dāng)轉(zhuǎn)斗滑閥處中位時(shí)，壓力油進(jìn)入動(dòng)臂滑閥。動(dòng)臂滑閥有四個(gè)位，操作滑閥，如圖-1所示中從右到左的四個(gè)位，分別可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂的提升、封閉、下降和浮動(dòng)動(dòng)作。系統(tǒng)通過(guò)分配閥上的總安全閥限定整個(gè)系統(tǒng)的總壓力，轉(zhuǎn)斗大、小腔的雙作用安全閥分別對(duì)轉(zhuǎn)斗大腔、小腔起過(guò)載保護(hù)和補(bǔ)油作用。動(dòng)臂滑閥與轉(zhuǎn)斗滑閥的油路采用互鎖連通油路，可以實(shí)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(jī)，轉(zhuǎn)斗滿(mǎn)載時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下，動(dòng)臂提升時(shí)間應(yīng)小于7s，轉(zhuǎn)斗前傾時(shí)間應(yīng)小于2.5s，大于相應(yīng)時(shí)間則為動(dòng)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(gè)方面：動(dòng)臂舉升緩慢、無(wú)力或無(wú)動(dòng)作;轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)緩慢、無(wú)力或無(wú)動(dòng)作。引起兩個(gè)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(jiàn)的液壓傳動(dòng)故障，因此檢查液壓傳動(dòng)故障一般從液壓油路方面開(kāi)始檢查。以下是對(duì)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(dòng)臂工作正常;轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)緩慢、無(wú)力或無(wú)動(dòng)作
在工作裝置液壓系統(tǒng)中，如只是動(dòng)臂工作正常;轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)緩慢、無(wú)力或無(wú)動(dòng)作。從工作原理圖不難看出：動(dòng)臂舉升正常，這說(shuō)明工作泵、總安全閥是正常工作的，同時(shí)也說(shuō)明泵進(jìn)油端的管路和濾油器以及油箱的油量、油質(zhì)沒(méi)問(wèn)題。此時(shí)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(dòng)故障診斷與排除方法大同小異，同樣轉(zhuǎn)斗部分與動(dòng)臂部分的故障處理方法也基本相同，因此對(duì)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(guò)載保護(hù)和補(bǔ)油作用，也控制著兩個(gè)腔的工作壓力。轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)工作緩慢、無(wú)力或無(wú)動(dòng)作還跟兩個(gè)雙作用安全閥控制壓力偏低有關(guān)，也是故障常產(chǎn)生點(diǎn)，因此對(duì)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(cè)壓點(diǎn)2接上25Mpa量程的壓力表，將動(dòng)臂提升到最高位置，發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)臂滑閥使動(dòng)臂下降，此時(shí)表的讀數(shù)應(yīng)位20Mpa，如有差別應(yīng)調(diào)整。轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)壓點(diǎn)3接上16Mpa量程的壓力表，將動(dòng)臂提升到水平位置，發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)臂，此時(shí)表的讀數(shù)應(yīng)位12Mpa，如有差別應(yīng)調(diào)整。轉(zhuǎn)動(dòng)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(kāi)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(zhǎng)度位49.4mm時(shí)，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(dòng)臂舉升緩慢，無(wú)力或無(wú)動(dòng)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(dòng)臂舉升緩慢，無(wú)力或無(wú)動(dòng)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(shuō)明工作泵、總安全閥是正常工作的，他們所提供給整個(gè)系統(tǒng)的壓力足夠，同時(shí)也說(shuō)明泵進(jìn)油端的管路和濾油器以及油箱的油量、油質(zhì)沒(méi)問(wèn)題。此時(shí)只需檢查動(dòng)臂滑閥、動(dòng)臂油缸、動(dòng)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(gè)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(dòng)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(shí)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(dòng)、配合件間隙增大、油溫過(guò)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(kāi)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(wú)破裂，管接頭是否松動(dòng)，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(wú)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(dòng)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(lái)判斷泄漏情況。
對(duì)動(dòng)臂油缸的檢查：當(dāng)動(dòng)臂缸活塞收到底后，拆下無(wú)桿腔油管，使動(dòng)臂缸有桿腔繼續(xù)充油。若無(wú)桿腔油口有大量工作油泄出，說(shuō)明液壓缸發(fā)生內(nèi)漏;也可以使轉(zhuǎn)斗裝滿(mǎn)載荷，舉升到極限位置，動(dòng)臂操縱桿置于中位，并使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，觀察動(dòng)臂的下沉速度;然后，將動(dòng)臂操縱桿置于上升位置，如果這時(shí)動(dòng)臂下沉速度明顯加快，也說(shuō)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(dòng)臂滑閥。
對(duì)動(dòng)臂滑閥的檢查：動(dòng)臂滑閥的泄漏主要是因?yàn)殚y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(cè)試結(jié)果超過(guò)規(guī)定值，應(yīng)予以拆開(kāi)作進(jìn)一步檢查，是密封圈裝配錯(cuò)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(dòng)臂閥磨損嚴(yán)重應(yīng)更換。
3、故障現(xiàn)象：動(dòng)臂舉升緩慢、無(wú)力或無(wú)動(dòng)作;轉(zhuǎn)斗翻轉(zhuǎn)緩慢、無(wú)力或無(wú)動(dòng)作
在工作裝置液壓系統(tǒng)中，動(dòng)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(diǎn)比較多，我們可從由易到難、從關(guān)鍵點(diǎn)開(kāi)始檢查起。先我們檢查最直觀的點(diǎn)，檢查各管接頭是否松動(dòng)、密封可靠否;檢查油管是否老化油，有無(wú)外泄漏;檢查油箱油量足不足，液壓油是否清潔等，有問(wèn)題先排除，接著檢查幾個(gè)關(guān)鍵部位。從幾率上來(lái)講，動(dòng)臂滑閥和轉(zhuǎn)斗滑閥同時(shí)損壞，動(dòng)臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸同時(shí)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(gè)系統(tǒng)壓力的泵和安全閥作手。
系統(tǒng)壓力的檢測(cè)：在測(cè)壓點(diǎn)1裝上25Mpa量程的壓力表，將動(dòng)臂提升到水平位置，發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)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(gè)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(shí)噪聲大、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，則噪聲越大;在濾油器中可見(jiàn)到大量銅屑。應(yīng)拆檢齒輪泵，檢測(cè)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(wèn)題后，如仍工作不正常則可按1、2條分別對(duì)動(dòng)臂部分和轉(zhuǎn)斗部分排除。
三.裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)維修的注意事項(xiàng)
本文只介紹了ZL50C裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)的典型故障及其維修方法，實(shí)際上還有其他一些故障，如轉(zhuǎn)斗動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生“點(diǎn)頭”現(xiàn)象，管接頭經(jīng)常沖斷等等，但無(wú)論什么緣故，所有的液壓傳動(dòng)問(wèn)題都可歸納為：壓力、流量、方向三大問(wèn)題。而引起三大問(wèn)題的原因一般都是泄漏、堵塞、油管接錯(cuò)、調(diào)壓不對(duì)造成的。因此我們?cè)诰S修液壓系統(tǒng)故障時(shí)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(kāi)口不能裝反，管不能接錯(cuò)。
4、對(duì)安全閥的調(diào)整在未弄清楚之前不要亂動(dòng)，以免引起調(diào)大了沖壞液壓元件，調(diào)小了工作緩慢、無(wú)力或無(wú)動(dòng)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(diǎn)后一般”的順序分析和解決問(wèn)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(duì)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(duì)性的檢查，避免不必要的浪費(fèi)。
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