CAT挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱的故障分析

劉 水,劉 冬

(1.威斯特哈爾濱分公司;2.黑龍江省龍建路橋第三工程有限公司)

1 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱現(xiàn)象的危害

(1)使機(jī)械產(chǎn)生熱變形,當(dāng)液壓閥件的閥芯、閥體材料不同、熱膨脹系數(shù)不同時(shí),閥芯、閥體之間因熱膨脹而出現(xiàn)閥芯卡死現(xiàn)象,引起動(dòng)作失靈、影響液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)精度,導(dǎo)致部件工作質(zhì)量變差。

(2)工作油液溫度升高后,使液壓油的粘度降低,泄漏增加,泵的容積效率和整個(gè)系統(tǒng)的效率會(huì)顯著降低,操作不靈活。

(3)由于油的粘度降低,使工作液體的潤滑性能降低,液壓元件的磨損加快,加速了元件的磨損失效,縮短了元件的使用壽命。

(4)液壓系統(tǒng)及元件的密封件在高溫下變質(zhì),彈性變性能力降低,使密封性能降低,甚至密封失效,使泄漏增加。

(5)加劇油液氧化變質(zhì),并析出瀝青物質(zhì),析出物堵塞阻尼小孔和縫隙式閥口,導(dǎo)致液壓元件失靈或卡死而不能動(dòng)作、金屬管路伸長而彎典,甚至破裂等。據(jù)資料介紹,當(dāng)油溫超過 55℃溫度每升高 9℃,油的使用壽命縮短一半。

(6)使油的空氣分離壓降低,油中溶解空氣逸出,產(chǎn)生氣穴,致使液壓系統(tǒng)工作性能降低。

2 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱的原因分析及其排除

(1)改善挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)件的潤滑條件,以減少摩擦損失,有利于降低工作負(fù)荷、減少發(fā)熱。

(2)氣候及作業(yè)環(huán)境溫度高,致使油溫升高。如在炎熱夏季連續(xù)工作,加之冷卻效果差或散熱不良,造成機(jī)器發(fā)熱量大于散熱量,使油溫過高;發(fā)動(dòng)機(jī)水溫散熱器溫度高,使油溫升高。

(3)應(yīng)經(jīng)常檢查液壓油油面：要隨時(shí)觀察油箱內(nèi)液壓油的油面高度,始終保持液壓油油面高度在正常油位范圍內(nèi),從而保證油箱的散熱效果,卡特挖掘機(jī)液位的檢測方法：將小臂垂直于地面,鏟斗手背著地,觀察液壓油箱液位觀察玻璃管,冷油時(shí)液壓油面在下線和中線之間,熱油時(shí)油面應(yīng)在中線和上線之間。當(dāng)油箱內(nèi)液壓油油面低于最低液面時(shí),要及時(shí)向油箱內(nèi)注油。

(4)及時(shí)清潔冷卻器,保證冷卻器的冷卻效果：a1冷卻器內(nèi)部堵塞或表面污物較多,造成冷卻器安全裝置開啟,冷卻器過流量降低,使散熱流量減少,或冷卻器通風(fēng)不良,使冷卻器的冷卻傳熱系數(shù)降低,冷卻效果降低,或因風(fēng)扇皮帶松,風(fēng)扇打滑或散熱器外部有阻擋物造成冷卻風(fēng)扇量不足;液壓油散熱器內(nèi)部管道阻塞等。因此,挖掘機(jī)在使用中一定要定期檢查,風(fēng)扇皮帶的漲緊度,疏通冷卻器,定期對冷卻器表面污物進(jìn)行清除,保證冷卻器的內(nèi)部暢通和外部清潔,以保證冷卻器的冷卻效果。

(5)液壓油牌號選用不當(dāng)或油質(zhì)差引起油溫過高：油液粘度過高,引起液流壓力損失過大,轉(zhuǎn)化為熱能,會(huì)引起溫升過高;油液粘度過低,也會(huì)引起工作液壓泵及液壓元件內(nèi)泄漏大,產(chǎn)生熱量;此外,一些劣質(zhì)油液,粘溫性能差,易乳化和生產(chǎn)氣蝕,折出氣泡等,會(huì)在液壓油高壓產(chǎn)生局部高溫并加劇元件的磨損。因此根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)載及正常工作溫度要求,選擇合適黏度的液壓油。合理選擇液壓油,特別是油液粘度,在條件允許的情況下,盡量采用低一點(diǎn)的粘度以減少粘度摩擦損失。

(6)挖掘機(jī)長時(shí)間超負(fù)荷工作、操作不當(dāng)或長時(shí)間行走：連續(xù)長時(shí)間在高壓大功率下工作,主安全閥或二次過載溢流閥頻繁開啟,液壓系統(tǒng)中油路和元件因長時(shí)間高壓卸荷而使油液升溫。應(yīng)根據(jù)挖掘機(jī)的技術(shù)性能和使用說明書中的規(guī)定合理使用挖掘機(jī);避免長時(shí)間行走,卡特挖掘機(jī)說明書中規(guī)定連續(xù)高速行駛要限定在 2h以內(nèi),如果需要連續(xù)高速行駛 2h,則應(yīng)將機(jī)器停止 10min,這樣在恢復(fù)行駛之間就可使系統(tǒng)油液冷卻下來。

(7)挖掘機(jī)在維修時(shí),應(yīng)提高液壓元件和液壓系統(tǒng)的裝配質(zhì)量與自身精度,嚴(yán)格控制配合件的配合間隙和改善潤滑條件。采用摩擦系數(shù)小的密封材料和改進(jìn)密封結(jié)構(gòu),盡可能降低液壓缸的啟動(dòng)力,以降低機(jī)械摩擦損失所產(chǎn)生的熱量。

(8)液壓油中含有水和雜質(zhì)。液壓油污染使馬達(dá)、多路換向閥、液壓油缸等液壓元件內(nèi)部零件或密封件加速磨損導(dǎo)致內(nèi)泄,從而引起油溫升高,行走、回轉(zhuǎn)、工作裝置動(dòng)作遲緩無力。溫度高還會(huì)使液壓油惡化、安全閥密封不嚴(yán),造成溢流損失。液壓油長期使用后粘度下降,油液失效,若不及時(shí)更換,將會(huì)影響系統(tǒng)正常工作,并導(dǎo)致事故。因此應(yīng)定期換油。根據(jù)設(shè)備所在場地的環(huán)境條件、工作條件和所用油品的換油周期,到期就進(jìn)行更換,并同時(shí)更換液壓油濾芯。換油時(shí),要注意清潔,防止贓物侵入液壓系統(tǒng),不可混用和換錯(cuò),主要有下列要求：更換的新油或補(bǔ)加的新油必須是本系統(tǒng)所規(guī)定使用的油,經(jīng)過化驗(yàn)確認(rèn)其油質(zhì)已達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo),才能加入。換油時(shí)要將油箱內(nèi)部及主要管道內(nèi)舊油放盡,并把油箱、過濾網(wǎng)、軟管清洗干凈。加油時(shí)油液必須經(jīng)過過濾,對已疲勞損壞的濾網(wǎng)應(yīng)更換。加入的油量要達(dá)到油箱的油標(biāo)位置,加油方法是：先加油至油箱最高油標(biāo)線,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),把油供至系統(tǒng)各管道,再加油至油箱油標(biāo)線,再開動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),這樣多次進(jìn)行,直至油液保持在油標(biāo)線內(nèi)為止。

(9)液壓系統(tǒng)工作壓力調(diào)整得過高或過低也會(huì)引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱,如系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)過高,會(huì)是液壓泵在超過額定壓力下運(yùn)行,使泵過載,系統(tǒng)內(nèi)泄增加,導(dǎo)致油溫升高;反之,如果系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)過低,會(huì)使工作機(jī)構(gòu)在正常負(fù)載下,頻繁出現(xiàn)溢流閥開啟卸荷現(xiàn)象,造成系統(tǒng)溢流發(fā)熱。應(yīng)按液壓系統(tǒng)的負(fù)載要求,正確計(jì)算和調(diào)整安全閥和壓力值,從而保證系統(tǒng)在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)工作,使之恰到好處。

(10)液壓元件磨損,內(nèi)泄增加,可使油溫升高,系統(tǒng)發(fā)熱,挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的內(nèi)泄,包括液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)和液壓閥的內(nèi)泄,壓力油在泄漏過程中,壓力下降,溫度升高。如果系統(tǒng)的內(nèi)泄增加,會(huì)引起油溫升高,系統(tǒng)過熱,嚴(yán)重時(shí),會(huì)使系統(tǒng)壓力下降,泵送無力,泵送排量降低,工作無力,工作效率降低等。因此,要定期檢查這些元件,定期更換相應(yīng)的密封元件,及時(shí)對已損壞、拉傷的零件進(jìn)行更換或修理,甚至更換相應(yīng)的液壓元件,從而避免由于元件泄漏而造成的系統(tǒng)發(fā)熱。