CAT挖掘機液壓系統(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 挖掘機液壓系統(tǒng)發(fā)熱現(xiàn)象的危害

(1)使機械產生熱變形,當液壓閥件的閥芯、閥體材料不同、熱膨脹系數(shù)不同時,閥芯、閥體之間因熱膨脹而出現(xiàn)閥芯卡死現(xiàn)象,引起動作失靈、影響液壓系統(tǒng)的傳動精度,導致部件工作質量變差。

(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系統(tǒng)的效率會顯著降低,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,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,并析出瀝青物質,析出物堵塞阻尼小孔和縫隙式閥口,導致液壓元件失靈或卡死而不能動作、金屬管路伸長而彎典,甚至破裂等。據(jù)資料介紹,當油溫超過 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,產生氣穴,致使液壓系統(tǒng)工作性能降低。

2 挖掘機液壓系統(tǒng)發(fā)熱的原因分析及其排除

(1)改善挖掘機運動件的潤滑條件,以減少摩擦損失,有利于降低工作負荷、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,造成機器發(fā)熱量大于散熱量,使油溫過高;發(fā)動機水溫散熱器溫度高,使油溫升高。

(3)應經常檢查液壓油油面：要隨時觀察油箱內液壓油的油面高度,始終保持液壓油油面高度在正常油位范圍內,從而保證油箱的散熱效果,卡特挖掘機液位的檢測方法：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,冷油時液壓油面在下線和中線之間,熱油時油面應在中線和上線之間。當油箱內液壓油油面低于最低液面時,要及時向油箱內注油。

(4)及時清潔冷卻器,保證冷卻器的冷卻效果：a1冷卻器內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,或因風扇皮帶松,風扇打滑或散熱器外部有阻擋物造成冷卻風扇量不足;液壓油散熱器內部管道阻塞等。因此,挖掘機在使用中一定要定期檢查,風扇皮帶的漲緊度,疏通冷卻器,定期對冷卻器表面污物進行清除,保證冷卻器的內部暢通和外部清潔,以保證冷卻器的冷卻效果。

(5)液壓油牌號選用不當或油質差引起油溫過高：油液粘度過高,引起液流壓力損失過大,轉化為熱能,會引起溫升過高;油液粘度過低,也會引起工作液壓泵及液壓元件內泄漏大,產生熱量;此外,一些劣質油液,粘溫性能差,易乳化和生產氣蝕,折出氣泡等,會在液壓油高壓產生局部高溫并加劇元件的磨損。因此根據(jù)系統(tǒng)的負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,盡量采用低一點的粘度以減少粘度摩擦損失。

(6)挖掘機長時間超負荷工作、操作不當或長時間行走：連續(xù)長時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間高壓卸荷而使油液升溫。應根據(jù)挖掘機的技術性能和使用說明書中的規(guī)定合理使用挖掘機;避免長時間行走,卡特挖掘機說明書中規(guī)定連續(xù)高速行駛要限定在 2h以內,如果需要連續(xù)高速行駛 2h,則應將機器停止 10min,這樣在恢復行駛之間就可使系統(tǒng)油液冷卻下來。

(7)挖掘機在維修時,應提高液壓元件和液壓系統(tǒng)的裝配質量與自身精度,嚴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密封結構,盡可能降低液壓缸的啟動力,以降低機械摩擦損失所產生的熱量。

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

(9)液壓系統(tǒng)工作壓力調整得過高或過低也會引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱,如系統(tǒng)壓力調節(jié)過高,會是液壓泵在超過額定壓力下運行,使泵過載,系統(tǒng)內泄增加,導致油溫升高;反之,如果系統(tǒng)壓力調節(jié)過低,會使工作機構在正常負載下,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。應按液壓系統(tǒng)的負載要求,正確計算和調整安全閥和壓力值,從而保證系統(tǒng)在規(guī)定的壓力范圍內工作,使之恰到好處。

(10)液壓元件磨損,內泄增加,可使油溫升高,系統(tǒng)發(fā)熱,挖掘機液壓系統(tǒng)的內泄,包括液壓泵、液壓缸、液壓馬達和液壓閥的內泄,壓力油在泄漏過程中,壓力下降,溫度升高。如果系統(tǒng)的內泄增加,會引起油溫升高,系統(tǒng)過熱,嚴重時,會使系統(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,定期更換相應的密封元件,及時對已損壞、拉傷的零件進行更換或修理,甚至更換相應的液壓元件,從而避免由于元件泄漏而造成的系統(tǒng)發(fā)熱。