農業機械液壓系統的使用和維護

孟朝霞，李 娜

(濟寧職業技術學院，山東 濟寧 272000)

0 引言

液壓系統與傳統的機械系統相比，具有功率高、結構緊湊、配置方便、可靠性及耐用性較強等特點[1-2]，在各個工業生產中得到了廣泛的應用，與氣動系統及電氣驅動系統相比，優勢如表1所示。液壓系統主要以運動液體為介質，進行工作能量轉換[3]。農業機械液壓系統中的各個元件及工作過程都在閉環管路中進行，與傳統機械裝置相比，工作原件及故障發生具有一定復雜性、隱秘性及多樣化等特點[4]，故障發生后不易直觀查出故障原因，嚴重時還會導致農業機械設備受到嚴重損壞，影響農業機械的田間作業，造成一定的經濟損失。因此，正確使用農業機械液壓系統，及時排除工作故障并做好農業機械液壓系統的日常保養工作是穩定農業機械田間工作效率的重要基礎與條件[5-6]。

表1 液壓系統、氣動驅動及電氣驅動系統相比[8]

1 農業機械液壓系統的基本結構

農業機械液壓系統主要包括管路系統、能源系統、執行系統、調節控制系統、輔助系統及工作介質等[7]。

管路系統主要包括工作管路、連接管路、控制管路、交叉管路等，是農業機械液壓系統的基本組成部件。

能源系統主要功能是將原動機的機械能量轉換為壓力能，主要是由液壓泵完成能量的轉換，保證整個系統的正常運行，其中電動機是常見的液壓泵之一。

執行系統主要功能是將液壓油的壓力能轉變為機械能，并對外做功，常見的液壓系統執行裝置主要為液壓缸；另外液壓馬達也是常見的執行裝置之一。常見的液壓泵主要有單向定量液壓泵、雙向定量液壓泵；液壓馬達主要包括單向定量馬達、雙向定量馬達、單向變量馬達、擺動馬達等。

調節控制系統主要功能是調節液壓系統中的壓力及流量流動的方向，其中主要零部件為電磁轉向閥、節流閥及溢流閥等。

輔助系統主要是指除能量系統、執行系統及調節控制系統外的其他裝置，如油箱、濾油器及空氣濾清器等，其他還有過濾器、污染指標過濾器、加熱器、流量計、壓力繼電器、壓力指示器、冷卻器、蓄能器、除油器、液面計等，同樣對于穩定液壓系統的穩定運行具有重要的作用。

工作介質主要是指液壓油或其他流動液體等。

2 農業機械液壓系統的規范使用

2.1 液壓泵

液壓泵是液壓傳動系統中的重要能源裝置，是液壓系統中的能量轉換裝置，用于液壓系統各個零部件的執行動力。液壓泵主要分為定量泵與變量泵。液壓泵使用注意事項與要點如下。

1)液壓泵啟動時應該先點動數次，當液壓油方向和流動聲音都正常后，低壓運行10 min左右再進行正常使用；

2)由于液壓油的黏度主要受到系統溫度的影響而逐漸變化，系統運行溫度升高后，會導致液壓油黏度降低，所以在系統運行過程中應保證液壓油溫度在60 ℃左右，在選用液壓油時應選擇受溫度變化較小的液壓油，且液壓油具有較好的化學穩定性及抗泡沫性，在使用過程中應保證液壓油的潔凈，不得混合其他雜質與腐蝕性物質，在液壓油使用前必須經過過濾(≤25 μm)，再加至液壓油箱。

2.2 液壓控制閥

液壓控制閥屬于一種調節控制裝置，在選取液壓控制閥時應滿足制造精度高、閥芯運動靈活、工作性能可靠等特點，在進行工作時應注意液壓控制閥的工作壓力低于額定壓力，實際流量低于其額定流量，應注意其額定電壓與交直流電的匹配關系。

3 農業機械液壓系統常見故障及維修方法

3.1 常見的故障診斷方法

隨著計算機技術、人工智能技術及網絡通信技術的逐漸發展，液壓系統的故障診斷由傳統的人工分析向虛擬化、精度化、交叉化、智能化、網絡化等轉變[9-10]。

3.1.1 虛擬化

虛擬化主要是指利用相關故障診斷設備進行測量，其計算機開發環境友善，相關用戶及操作者不需要掌握專業的知識就可以根據自己的選擇進行故障診斷。

3.1.2 高精度化

高精度化是指在故障信號處理方面提高信號的分析功能，由于液壓系統內部的變化規律是非線性變化，在工作過程中容易發生突變，傳統的故障信號檢測裝置只適用于穩態故障信號的分析，因此不適用于故障診斷與分析。目前，常見的液壓系統故障信號處理主要利用小波分析，基于小波理論應用于信號處理，可以提高故障信號的分辨率，提高故障診斷的精度。

3.1.3 智能化

隨著人工智能技術的逐漸發展，尤其是人工神經網絡技術及專家診斷技術在故障預測與分析中的進一步發展與應用，可以解決農業機械液壓系統故障隱蔽性與復雜性的問題，是目前液壓系統故障診斷的主要發展趨勢。

3.1.4 網絡化

隨著農業機械向大型化及集裝化方向發展，農業機械液壓系統也逐漸向大型化、復雜化等方向發展，當農業機械在田間工作出現故障后，維修人員及專業售后人員無法及時達到工作地點，故障無法進行及時排除就會延誤農時，造成不可挽回的經濟損失。隨著遠程在線監測與故障診斷系統的開發，就可以實現遠程故障診斷，極大地提高故障解決的效率。在各個液壓系統分廠建立監測點，并引進在線故障監測所需的設備，可以及時上傳到分廠診斷中心。當農業機械液壓系統出現故障后，系統監測設備首先做出響應，并及時進行報警，廠家進行初步故障診斷與判斷，得出故障診斷的結論，給出相關的解決方案，并及時通過網絡傳遞給用戶。

3.2 常見故障與診斷方法

3.2.1 柱塞泵常見故障與分析

1)柱塞泵輸出流量不足，主要是由于柱塞泵的轉向不對、油管漏氣及液壓油黏度過高等原因。

2)柱塞泵出現泄漏，主要是由于柱塞泵密封不足，或者液壓油黏度過低造成泄漏現象。

3)柱塞泵壓盤損壞，會造成柱塞泵無法進行吸油，應及時進行壓盤的更換。

4)輸出流量波動，主要是由于變量控制機構工作不良引起，出現這種故障應及時拆開液壓泵檢查是否出現零部件受損，及時進行更換，提高系統控制壓力。

5)柱塞泵出現振動或者噪聲，主要是由于軸承、傳動機構及聯軸器出現磨損，裝配零部件或者螺釘松動等產生振動和噪聲。

6)柱塞泵卡死，主要是由于柱塞與缸體卡死或者柱塞球頭折斷等原因。

3.2.2 齒輪泵常見故障與排除

齒輪泵常見故障及故障排除方法如表2所示。

表2 NB系列齒輪泵常見故障與排除方法

4 結論

液壓系統與傳統的機械系統相比，具有功率高、結構緊湊、配置方便、可靠性及耐用性較強等特點，在農業生產中得到了廣泛的應用，與傳統機械裝置相比，工作原件及故障發生具有一定復雜性、隱秘性及多樣化等特點，故障發生后不易直觀的查出故障原因，嚴重時還會導致農業機械設備受到嚴重損壞，影響農業機械的田間作業。為了提高農業機械中液壓系統的使用穩定性，本研究首先介紹了農業機械液壓系統的基本結構及工作原理，提出農業機械中液壓系統的規范使用及常見故障類型，為了降低農業機械液壓系統的故障發生概率，提高農業機械的穩定性，提出農業機械液壓系統的日常保養要點與維修技術，研究結果對于推動我國液壓技術的發展提供參考。