压路机液压传动系统的故障诊断与排除

慧聪工程机械网   2004-06-24 10:22   来源:网络  作者:尹继瑶

液压系统的故障与液压油清洁度的关系最大,必须严格控制液压油的初始清洁度及装配和使用过程中可能造成的污染。液压系统故障的诊断比较困难,原因一经发现,故障的排除措施就确定了。

液压系统的故障与液压油清洁度的关系最大,必须严格控制液压油的初始清洁度及装配和使用过程中可能造成的污染。液压系统故障的诊断比较困难,原因一经发现,故障的排除措施就确定了。

液压系统的故障表现为执行机构运动方向不对或没有运动,运动速度不合适或不稳定,驱动能力不足或有爬行,动作顺序不正确及系统产生过热、噪声、振动、泄漏等不正常现象。这些问题一般可通过系统的流量、压力及液流方向三个参数反映出来。

系统中各个液压元件紧密关联,某一个元件破损有可能导致一系列的元件随之损坏,此即所谓的"二次故障"。例如,一只滤油器破损能造成液压油污染,进而引起油泵和油马达磨损及管路系统的堵塞和泄漏,以至整个系统被毁。液压元件的某些参数都是在试验台上调整好的,例如安全阀的过载压力,一般在压路机维修过程中无法调定。所以,对泵、阀、马达之类的元件不应在现场分解或调整。

液压系统的故障诊断应遵循一个逻辑程序,以便于尽快查出故障的部位与原因。

l 典型系统故障与排除


对压路机液压系统的监控,有经验的维修人员可以通过感官的听、摸、看、嗅得到重要的信息。听觉能够判断轴承的杂音、溢流阀的尖叫声及油泵气蚀的不正常脉动声;用手触摸可发现液压元件的过热和过度振动;视觉可观察到执行机构的运行情况、压力表读数、软管抖动及渗漏油情况等;发臭变质液压油会导致多种故障,应立即更换。

液压系统表现出的过热、噪声、振动等现象,在机器运行的初期一段时间内,可能对机器尚未表现出不利影响,但这些异常征兆决不可掉以轻心,一旦发现应及时分析和排除。

图14-1所示框图是进行初查系统故障的过程,依此顺序能初步确定问题所在的大体区域。

1.1 油温过热


液压系统液压油的温升一般应不超过40℃。也就是说,当压路机在40℃的环境温度中工作时,最高油温不应超过80℃,过高的油温会导致液压油粘度下降、零件配合间隙增加及橡胶密封件损坏,使得液压系统泄漏严重,驱动无力。

产生过热的原因是多方面的,除了设计制造方面的因素之外,主要是由于元件调整、操作和保养不善造成的。例如,溢流阀调压过高,大量的无效能耗转化成了热量;压路机行走液压驱动的压力高、流量大,作业时频繁换向会使油温骤然升高;液压油箱的油量少或散热器积垢太多,影响了液压曲的散热效果。


液压系统过热的故障诊断程序如图14-2,原因一经认定,故障排除就比较容易了。


1.2 过度噪声


液压系统在设计和制造过程中,通过合理选配元件和精心装配,尽可能地消除噪声根源。液压系统工作时产生噪声的主要原因是系统内混有气体所引起的高频振动,其故障诊断程序如图14-3。


液压系统内气体的来源,一是油泵进油路不畅造成的气穴,其产生的原因一般有:进油滤油器阻塞或过小、吸人管直径过小、吸人管路弯头过多、吸人管路太长、油液温度过低、油液不适宜、通气孔过细或堵塞、吸入管路阻尼太大、补油泵故障、液压泵转速过高、液压泵距液面过高;二是液压油中混进了空气,其产生的原因一般有:油箱液面太低、油箱设计不合理、油箱中回油管在液面之上、油液不合适、泵轴油封损坏、吸人管接头漏气、软管有气孔、系统排气不良。找到原因后,采取相应措施即可排除故障。

1.3 过度振动


液压系统的过度振动往往是由于元件固定不牢(包括泵、阀、马达及管道安装)、油泵安装不平衡及系统内混有空气造成的,高频振动还会伴有响声。油泵安装的不平衡多是由柔性联接的不平衡及泵轴对中性不好引起的。排除过度振动的措施主要是确保液压元件安装正确而牢固,防止系统进气。

1.4 过度泄漏


液压系统的泄漏往往表现为工作压力下降,泄漏严重时可能出现执行元件运动速度降低或爬行。液压系统泄漏有外泄和内泄之分,外泄漏可凭人的视觉发现,内泄漏则需用仪表测试压力或流量才能肯定。

外泄漏除了少数会因为元件壳体或管道破损引起之外,一般都是因密封问题产生的。所以维修人员应该了解各种形式密封的工作原理及使用方法;更换密封件时,应注意其材质性能、型号尺寸等是否符合要求;档圈的安装位置要有助于密封件发挥作用和增加使用寿命;安装密封件之前,要认真清洗干净,以防污物混入;安装密封件时应仔细,防止被划伤、咬伤及翻扭等现象发生;使用螺纹压紧的密封件,压紧力大小要得当并均匀。

内泄漏情况比较复杂,如果不计元件的设计因素,那么最主要的原因是配合间隙过大,油封的密封性能差或损伤,以及使用了过稀的液压油。液压系统出现内泄漏时,一般的维修方法都是更换元件或有关零件,更换过零件的液压元件应经台架试验后方可使用。如果是夏季高温天气,使用较稠的液压油也能在一定程度上克服内泄。

2 油泵系统故障


一般情况下,液压系统出故障时都是首先想到油泵。因为泵是液压系统的动力源,所有元件的动作都与泵有关系。虽然这不是唯一的,但先行考虑油泵的故障是很必要的,因为这样可以按逻辑有次序地追查到故障根源,以有利于排除故障。

油泵的常见故障无非是流量不足或者是达不到系统所需要的压力。考虑到可维修性的需要,系统没计时都在泵的出、人口处设置接口并装有特殊测试接头,便于安装压力表和真空表,在系统内管道 上还备有安装流量计的接头。

2.1 齿轮泵或叶片泵系统故障


齿轮泵在使用周期内效率降低而逐渐失效,致使执行机构的运动速度下降,操作者易发现。齿轮泵主要靠齿顶封油,当齿顶磨损逐渐增加、效率开始下降时,就出现了将要失效的预兆。

叶片泵与齿轮泵的故障现象不同,叶片泵更容易在磨损不多或没有增加磨损的情况下突然出现故障。因为叶片的磨损有自动补偿功能,使得叶片泵工作寿命较长,但对液压油的污染很敏感,一旦配油盘上的三角槽堵塞或异物划伤了定子曲面,都会引起压力冲击或噪声而损坏零件。故应特别注意叶片泵在运转过程中的异响、过热、振动等征兆,以便及早发现故障和采取措施。

图14-4给出了带齿轮泵或叶片泵系统的故障诊断程序,是从压力表读数开始试验的。没有压力,一般表现为没有流量,左边框图属这种情况,并不需要别的检测仪器就可以做出判断。如果泵出口处压力表有读数,按右边框图进行诊断,所需的检测仪表是真空表和流量计。

除油泵本身故障外,溢流阀有故障或调整不当,也会引起泵流量不足或压力不能满足需要。

2.2 变量泵系统故障


变量泵都有压力补偿装置,当变更流量时能够自动保持预先确定的压力。图14-5提出了带有压力补偿回路的变量泵系统的故障诊断程序。其常见故障如下。


1)补偿器调整不当


溢流阀的调定压力应高于补偿器压力0.7 -1.0MPa。若补偿器压力调高了,当系统压力达到溢流阀调定压力时,泵的部分或全部流量将通过溢流阀流掉,补偿器不起作用。

2)泵壳体排油受阻 一般油泵壳体的压力应在0.035MPa范围以内。设计中常将压力补偿器排油也通人壳体,当泵壳体排油受阻而壳体内油压升高时,将影响补偿器压力而使补偿器发生振颤,使油泵受到机械损坏。

3)泵出口压力不当 变量泵系统的故障诊断程序中,若压力表上显示无压力,则按左边框图诊断,首先应注意判断泵轴旋转方向是否正确,其次分析哪些因素会引起系统压力不足,例如通路中有控制阀(如M型方向阀处中位)使泵流量返回油箱或是溢流阀调整不当;如果压力表显示有压力,但低于设计值或所需压力值,应按右边框图诊断,其压力或流量不足的一般原因是压力控制阀调整不当或泵人口处堵塞,还可能是泵的下游故障元件阻碍了流通或使压力建立不起来。

4)泵体内零件损坏 经诊断若无上述情况,应检查泵体内部。泵内运动件磨损引起实质性破坏或泄漏时,能迅速判定其故障。诊断时触摸泵壳体排油管道是否比泵出油口管道热,如是应停机并拆下泵壳体排油硬管,代之以软管并使处于吸油口高度之上。重新启动油泵,若通过软管的油液流量比"滴流"多时,则可断定泵体内运动零件已损坏。

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