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液压泵压力波动小松挖掘机液压系统发热故障分

作者:二手挖掘机 来源:www.cnwaji.com 发布时间:2016-05-03

摘要:油泵吸油口压力过低(即真空度过大)会降低泵的工作效率,并且容易产生气蚀现象,使油液的流动性变坏,元件表面受到局部侵蚀疲劳甚至损坏,加大噪声和震动。

油泵吸油口压力过低(即真空度过大)会降低泵的工作效率,并且容易产生气蚀现象,使油液的流动性变坏,元件表面受到局部侵蚀疲劳甚至损坏,加大噪声和震动。因此,油泵的吸油口压力不能太低,一般柱塞泵的吸油口压力应不低于。085MP。;而吸油口压力过大,也就是说油箱内压力较大,这样就会使液压泵和马达壳体内的泄油压力增大,它会严重影响液压泵和液压马达的正常工作,甚至会将轴封击穿而无法工作。柱塞泵和住塞马达的壳体泄油压力一般不超过。15MPa。所以,液压泵吸油口压力过高或过低都会影响液压系统的速正常工作,甚至使液压元件遭到破坏,须查清原因及时排除。

1、原因分析

该机液压油箱的充气压力为0?15MPa,它是通过一套气压系统来实现的,气体是由发动机上的空压机所提供,经过储蓄气罐、减压阀及管路等输送到油箱内,使油箱压力增大,提高油泵吸油口压力。

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工作装置是由双作用单活塞杆液压油缸来驱动的,由于油缸的两个工作腔存在面积差(有杆腔面积差总是小于无杆腔的面积),当油缸运动时,两腔的进、出油液的流量就存在一个差值。如果油缸的大腔进油(即油泵向大腔供油),那么小腔流出的油液就流回油箱,由于进人大腔的油量多于小腔流出的油量,所以油泵从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,那么油箱的油量就会减少,油面就会下降,油面上?的气压变小,气路系统开始向油箱内供气,以保气压不变。如果油箱内油液减少的流量大于进人油箱的气体流量,那么油箱内的气压就会减少,二者相差越大,气压就会越低,从而导致油泵进油口压力过低。

当油缸的小腔进油(即油泵向小腔供油),那么大腔流出的油液就进人油箱,由于进人小腔的油液流量小于大腔流出的流量,所以油泵从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,那么油箱的油量就会增加,油面就会上升,油箱内气体被压缩气压变大,安全阀开启,油箱内的气体排出,以保持气压不变。如果排出气体的流量小于油箱内油液增加的流量,就会使油箱内气压升高,导致油泵吸油口压力增加。

以斗杆运行为例,经计算可知,斗杆油缸运动时,进、出油缸两腔油液的流量差值(即油箱内油液增加或减少的流量)较大,约为170L/min,只有进人或流出油箱的气体流量达到该值时,才能保证油箱内的压力不变。由于受气源的限制,且气压管路长、弯曲多且管径小,造成气阻大,是导致进气量不足(达不到170Umin)的主要原因。当工作装置不运动时,即油缸不运动,那么油泵排出的油液直接流回了油箱,也就是说,油泵从油箱吸出的油液流量与流回油箱的油液流量相等,所以油。箱内的油量不变,油面高度也就不变,气压稳定,从而使油泵吸油口压力保持不变。

另外,油泵吸油管过长且弯多,使吸油阻力增大,它是油泵吸油口压力过低的原因之一。

2、解决方法

(1)改进气路系统增大气压管路的通径,减少弯曲,增加供气量,更换通径较大的安全阀。但此法改动较大,且受气压管路布置的限制。费用也较高。

(2)取消气路加压系统在油箱上加装一个予压式空气滤清器(型号为PAF1-0.02-0.45-10L),它可以保证在油箱内压力小于0.1MPa时,就打开单向阎进气,而油箱内压力大于0.12MP。时,其内部的排气单向阀就会打开,气体排出。通气量可达450L/min,远大于进、出油缸两腔油液的流量差值。同时,缩短油泵吸油管,减少油管弯曲。这样就可以保证油泵吸油口压力在0.l-0.12MP。的正常范围内。此法简便易行且费用较低,并取消了油箱的加压系统,从而降低了成本。

该机在经过第二种方法的改进后,效果良好。

1、液压系统的发热现象及其危害

液压系统发热是挖掘朵较为普遍的一各种故障现象,亦是分析处理较为复杂的一咱软故障。小松PC200/400型挖掘机正常工况下,液压系统油温应在60oC以下,(油泵的温度较之高5-10oC),如果超出较多,则称之为液压系统发热。其故障特征为:挖掘机冷车工作是,各种动作较正常,当机械工作约一小时后,随着液压油温升高,便出现挖掘机各执行机构无力及动作滞缓,特别是挖掘力不够,行走转向困难等。

液压系统出现发热现象如不能及时处理,就会对系统产生极为不利的影响:

(1)油液粘度下降,泄漏增加,又使系统发热,形居恶性循环;

(2)加速油液氧化,形成胶状物质,阻塞元件小孔,使液压元件失灵或卡死,无法工作;

(3)使橡胶密封件,软管老化失效;

(4)使油泵及液压阀件磨损加剧,甚至报废。

2、挖掘机液压系统发热的故障实例分析

对此类故障,一般来说应首抚从液压系统外部的内部分析着手。内部原因 主要是系统设计不合理造成的。如元件间匹配不合理,管路通道过细,弯头多,弯曲半径小,油箱容积不够等因素造成的。这类问题应在设计阶段予以充分考虑,否则将造成挖掘机液压系统先天不足,制成产品后就难以克服。

2.1 外部原因引起的液压系统发热

如小松PC200-5型挖掘机液压泵的发动机是通过减震箱内的减震阻尼器来连接的。在处理一台挖掘机液压系统发热故障时,发现其减震箱内油位大大超过观察油平面螺丝处(一般约为1.5L),而这些过多的油液在伴随减震阻尼器转动过程中,产生大量的热量并传递到液压泵,导致系统发热。

此时,将减震箱油液泄放至标准油位后,故障便可消除。造成减震箱油位过高的原因有二,一是操作人员盲目加油;二是液压泵轴端油封老化,使液压油的由此泄漏,后者应拆栓液压泵更换油封。

2.2 散热器散热性能不良引起油温过高

散热器散热性能不良的主要形式有:外部散热翅片变形或堵塞,冷却作用差;冷却风扇量不足;液压油散热器内部管道阻塞。前两者除可直观判断外,还可从散热器上下管温差变化不大得知,此时应清理散热片,紧固风扇皮带等。对液压油散热器内部管道阻塞的判断,可通过在散热器进出口油道安装压力表,检查二者之间的压差,油温为45oC左右压差在0.12MPa以下司于正常情况,如果高于0.12MPa,则表明油管阻塞严重,应拆卸散热器上下盖,疏通管道。

2.3 液压回油滤芯单向阀失灵引起液压油过热

从液压系统原理图可以得知,液压系统回油滤芯单向阀与液压油散热器并联接在回油滤芯的出口上(可参见PC200-5液压系统原理图)。其功用是当回油散热器压差在0.185MPa以上时自动开启,短接散热器构成回油通路。实际工作中,因该阀安装在回油滤芯底部,难以检查保养,加之个别操作者对液压油油质选 用不当,长期不换油及年久失修等,使油液污染严重,导致该阀卡死在常开位置上(还有的擅自将此阀拆除),于是回油散热器不起散热作用,势必引起油温过高。在每次更换液压油时应检查此阀有否卡滞现象。

2.4 液压油牌号选用不当或油质差引起油温过高

近年来发生多起因选用性能不符合规定的油液或伪劣油后液压系统油温升高的故障。例如,误用粘度过高的油液,引起液流压力损失过大,转化为热能,会引起温升过高;误用粘度过低的液压油,也会引起工作液压泵及液压元件内泄漏大,产生热量;此外,一些劣质油液,粘温性能差,易乳化和生产气蚀,折出气泡等,会在液压油高压产生局部高温并加剧元件的磨损。

2.5 泵及液压系统压力阀调节不当引起的系统发热

液压泵作为液压系统的动力源,其工况好坏影响着系统发热程度。如PC200型挖掘机的主泵为柱塞泵,如果泵内配流盘与缸体,滑靴,斜盘及柱塞缸体间配合位磨损较大,往往造成液压泵较快发热。这可通过观察泵升温快,并有噪声的特点加以判断。其修复方法是,研磨修整有关密封配合面或更换无法修复之零件。

PC200型挖掘机先导控制泵为齿轮泵,其功用是为系统提供操作控制压力油和根据负载要求调节主泵排量的大小。如果该泵内齿轮端面磨损较大或齿项间隙较大,内泄漏增加,都会使泵发热并影响主泵正常工作。

溢流阀压力过高或过低也会引起液压系统发热,如系统压力调节过高,会使液压泵在超过额定压力下运行,使泵过载,导致油温升高;反之,如果系统压力调节过低,会使工作机构在正常负载下,频繁出现溢流阀开启卸荷现象,造成液压系统溢流发热。

小松PC200-5型挖掘机液压系统各压力阀设定值如下表所列。

测试部位 测试条件 标准值(Mpa) 备注

主溢流阀 油温45oC左右 32.5(+0.8-1.1) 两组

动臂 发动机高怠速 32.5(+0.8-1.1)

斗杆 主泵出口 32.5(+0.8-1.1)

铲斗 同上 32.5(+0.8-1.1)

旋转 同上 29.0(+1-0.5)

行走 同上 32.5(+0.8-1.1)

先导控制泵 油温45oC左右 3.2(+0.4-0.1)

TVC控制阀 操作阀杆中立 2.0(+0.1-0.1)

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