挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)常見故障的診斷與排除

l 液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)目前，在施工中使用的挖掘機(jī)多數(shù)為斗容1噸左右的單斗液壓挖掘機(jī)，它們多數(shù)采用雙泵雙回路全功率變量液壓系統(tǒng)，其液壓系統(tǒng)框圖，所有的工作機(jī)構(gòu)被分成兩組，由操縱閥1、2分別控制，前泵、后泵分別作為操縱閥1、2的動(dòng)力來源，向它們提供壓力油，主溢流閥1、2分別控制兩組工作機(jī)構(gòu)的最高工作壓力，并且兩者的調(diào)定值相等。各工作機(jī)構(gòu)的分液壓油路中又裝有過載閥（又名分路溢流閥），在機(jī)器受到意外沖擊等情況下保護(hù)液壓系統(tǒng)的安全。各過載閥的調(diào)定壓力一般也都比較接近。另外，許多挖掘機(jī)在斗桿缸、動(dòng)臂缸共同或單獨(dú)工作的情況下，操縱閥1、2合流，同時(shí)對它們進(jìn)行供油。2 液壓挖掘機(jī)的常見故障2．1整機(jī)全部動(dòng)作故障分析：由于是操縱閥1、2控制的所有動(dòng)作均不正常，故障點(diǎn)應(yīng)處于二者的公共部分，即操縱閥以前的部分。根據(jù)液壓系統(tǒng)框圖，整機(jī)全部動(dòng)作故障的原因有：（l）液壓油不足，吸油油路不暢（如吸油濾芯堵塞），油路吸空等造成液壓泵吸油不足或吸不到油，使得整機(jī)全部動(dòng)作發(fā)生故障。（2）先導(dǎo)油路故障。此故障只存在于伺服操縱的挖掘機(jī)，對于機(jī)械式拉桿操縱的挖掘機(jī)則不存在。先導(dǎo)油路故障會(huì)造成先導(dǎo)油壓力不足，使得操縱系統(tǒng)失靈，從而表現(xiàn)為整機(jī)動(dòng)作故障。（3）液壓泵與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的傳動(dòng)連接損壞。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)不能帶動(dòng)液壓泵，泵口也就沒有壓力油輸出，使得整機(jī)不動(dòng)作。（4）前后液壓泵均嚴(yán)重磨損或損壞，造成泵的輸出流量、壓力不足，從而引起整機(jī)動(dòng)作遲緩無力或完全不動(dòng)作。(5) 液壓泵的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障。
在進(jìn)行故障檢查時(shí)，應(yīng)按照先易后難，先外后內(nèi)的原則進(jìn)行檢查，具體方法如下：先檢查液壓油量。不足，加夠Z檢查吸油管是否破裂，接頭是否有松動(dòng)等類似現(xiàn)象，它們會(huì)造成油泵部分或嚴(yán)重吸空；檢查吸油濾芯是否有堵塞或吸扁等，如有應(yīng)更換。再檢查四油濾芯。如有大量金屬粉末及顆粒，則為液壓泵損壞，需檢修。其實(shí)，除液壓泵損壞外，其它執(zhí)行元件或軸承等損壞也會(huì)使得回油濾芯有大量金屬粉末及顆粒，但此處是討論整機(jī)全部動(dòng)作故障原因，因而忽略其它非公共部分元件。但有時(shí)液壓泵因長期使用導(dǎo)致過度磨損，這樣在回油濾芯處并無明顯的異常情況，卻仍會(huì)引起機(jī)器故障，這一點(diǎn)必須加以注意。如果前面兩種檢查均無異常，此時(shí)應(yīng)檢查先導(dǎo)油路壓力，造成先導(dǎo)油路故障的故障點(diǎn)有：先導(dǎo)泵、先導(dǎo)油出油濾芯、先導(dǎo)油路溢流閥、油路其它地方泄漏等，如發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)油壓力不足，應(yīng)按先易后難的原則導(dǎo)找故障點(diǎn)，然后排除故障。如果系統(tǒng)仍不正常，此時(shí)應(yīng)分兩種情況，①整機(jī)完全沒有動(dòng)作，在操作機(jī)器時(shí)也沒有負(fù)荷感覺。這時(shí)要檢查泵與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力傳遞部分，如傳動(dòng)花鍵是否損壞等。②動(dòng)作遲緩。這時(shí)應(yīng)檢查液壓泵的全功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，不同型號、特別是不同品牌的挖掘機(jī)其功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)也不盡相同，此時(shí)應(yīng)根據(jù)具體機(jī)型的技術(shù)資料進(jìn)行詳細(xì)檢查及調(diào)節(jié)。2．2某組操縱閥控制的幾個(gè)動(dòng)作同時(shí)不正常分析：由于另外一組操縱閥所控制的子系統(tǒng)全部正常，因此兩組操縱閥所共用部分不存在故障的可能。又根據(jù)幾個(gè)動(dòng)作同時(shí)不正常這一現(xiàn)象分析，故障點(diǎn)應(yīng)在這幾個(gè)動(dòng)作的公共部分，再結(jié)合液壓挖掘機(jī)的液壓油路具體結(jié)構(gòu)可知故障原因有以下幾條：（l）故障子系統(tǒng)主溢流閥故障?，F(xiàn)在，挖掘機(jī)上的主溢流間均為先導(dǎo)式溢流閥，主溢流閥不能正常工作的原因常為：壓力調(diào)節(jié)不正常、錐閥的錐面磨損、先導(dǎo)閥芯阻尼孔堵塞等。當(dāng)然還有彈簧折斷等其它原因，它們均會(huì)造成整個(gè)子系統(tǒng)壓力不足，從而引起系統(tǒng)動(dòng)作遲緩無力，甚至不能動(dòng)作，怎樣判斷是否為主溢流閥故障呢？這里推薦一種現(xiàn)場診斷中非常實(shí)用的方法：換位對比法。將故障子系統(tǒng)中主溢流閥與正常子系統(tǒng)中主溢流閥對調(diào)后試機(jī)，如果故障移到另一子系統(tǒng)，則可斷定原故障系統(tǒng)主溢流閥故障，如對調(diào)后故障仍在原子系統(tǒng)中，則主溢流閥工作正常，應(yīng)另尋找故障原因。（2）故障所在子系統(tǒng)液壓泵故障。其中液壓泵損壞、裝配不當(dāng)會(huì)造成機(jī)器相應(yīng)的幾個(gè)動(dòng)作全部喪失，液壓泵磨損會(huì)使得此組動(dòng)作緩慢無力。不管其故障形式如何，只要根據(jù)本文中的分析方法，確定了大致故障點(diǎn)后進(jìn)一步進(jìn)行檢查、拆卸，終能發(fā)現(xiàn)問題所在。同樣，對有懷疑的液壓泵也可用換位對比法，調(diào)換泵出口管路，從而改變子系統(tǒng)的工作泵，視其子系統(tǒng)的故障是否改變。改變，則為液壓泵故障，否則故障不在液壓泵。例如有一臺加藤 H DS 00—Vll型挖掘機(jī)，回轉(zhuǎn)時(shí)整機(jī)振動(dòng)，與之同組的動(dòng)臂、斗桿動(dòng)作時(shí)，也感覺有些不順暢，但不是很明顯。同組的履帶在行走時(shí)與另一側(cè)履帶相比較慢。在排除主溢流閥故障后，調(diào)換兩液壓泵出油管，兩組子系統(tǒng)故障現(xiàn)象也隨之改變，則故障在液壓泵。解體液壓泵，發(fā)現(xiàn)液壓泵缸體與配流盤接觸的弧形面上有幾處金屬剝落形成的缺口，正是這些缺口造成壓力脈沖現(xiàn)象，產(chǎn)生以上故障，維修后故障消失。（3）故障子系統(tǒng)液壓泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)故障。液壓泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障的表現(xiàn)為：機(jī)器工作時(shí)，液壓泵工況不能隨工作裝置工況的改變而改變。例如有一臺加藤HD770一I型挖掘機(jī)，冷機(jī)時(shí)一切正常，工作一段時(shí)間溫度升高后卻發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、斗桿和一邊履帶（與回轉(zhuǎn)同一液壓泵）動(dòng)作同時(shí)變慢，停機(jī)冷卻后又一切正常。后來檢查泵流量調(diào)節(jié)柱塞，發(fā)現(xiàn)柱塞卡孔不能自由移動(dòng)，這樣在工作裝置需要液壓泵增大流量時(shí)，因調(diào)節(jié)柱塞卡死，流量不能增大，而表現(xiàn)出動(dòng)作緩慢。將泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)解體，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)柱塞有些磨花，磨光清洗后裝回，故障消失。2．3 單個(gè)動(dòng)作故障從液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上分析，既然是單個(gè)動(dòng)作故障，就可排除多個(gè)動(dòng)作公共部分故障的可能性，這樣可能的故障點(diǎn)就在該動(dòng)作的操縱控制部分與執(zhí)行元件之間。具體包括此動(dòng)作的操作手柄及先導(dǎo)閥、先導(dǎo)油路、操縱閥芯與閥體（通常閥體出現(xiàn)故障的可能性很?。?，分路過載閥，執(zhí)行元件和其它相關(guān)部分。其中先導(dǎo)油路、分路過載問和部分操縱閥故障可用前文所述的換位對比法加以判明。換位對比法的本質(zhì)是：將有故障和無故障的功能相同或相近的元件進(jìn)行位置互換后，故障位置是否會(huì)改變，而確定故障點(diǎn)。下面舉例就單個(gè)動(dòng)作故障現(xiàn)象及原因進(jìn)行分析。（l）動(dòng)作緩慢無力或完全沒有動(dòng)作（包括來回動(dòng)作中一個(gè)方向的動(dòng)作故障）。根據(jù)故障檢查先易后難的原則，先檢查先導(dǎo)油路、分路過載閥；如果仍正常，檢查操縱閥，看相應(yīng)的閥芯是否卡死；如果仍正常，則應(yīng)檢查執(zhí)行元件和與之相關(guān)的其它部分。如一臺 PC3 00-5型挖掘機(jī)，在工作中轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)時(shí)突然不能停止，等停下來后就不能再轉(zhuǎn)動(dòng)，而機(jī)器的其它動(dòng)作全部正常。由于是兩個(gè)方向都不能轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)的溢流閥、補(bǔ)油閥故障可排除；檢查回油濾網(wǎng)，沒有發(fā)現(xiàn)異常，估計(jì)馬達(dá)本身應(yīng)無問題；啟動(dòng)后操作回轉(zhuǎn)，聽發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音有負(fù)荷感覺，用手觸摸回轉(zhuǎn)馬達(dá)的油管，明顯感到有壓力油進(jìn)人馬達(dá)，由此推斷操作手柄、先導(dǎo)油路、操縱閥工作均正常；這樣，回轉(zhuǎn)減速箱成了主要懷疑對象。假如工作中回轉(zhuǎn)減速系統(tǒng)因元件損壞等造成傳動(dòng)突然中斷，那么回轉(zhuǎn)馬達(dá)與轉(zhuǎn)盤的聯(lián)系中斷，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，當(dāng)馬達(dá)停止時(shí)，制動(dòng)不了轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤在慣性的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)Z當(dāng)轉(zhuǎn)盤停止后，再操作口轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，即使馬達(dá)工作正常，而動(dòng)力不能傳遞至轉(zhuǎn)盤，機(jī)器不能回轉(zhuǎn)。根據(jù)此假設(shè)分析，將馬達(dá)總成拆下，發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)馬達(dá)輸出軸與花鍵套相配合的內(nèi)齒損壞，不能嚙合，回轉(zhuǎn)馬達(dá)與口轉(zhuǎn)減速箱的動(dòng)力聯(lián)系中斷，因而出現(xiàn)前述的故障現(xiàn)象。（2）動(dòng)作錯(cuò)亂挖掘機(jī)有時(shí)無需操縱而自己出現(xiàn)一些動(dòng)作，這種現(xiàn)象的本質(zhì)是：在工作回路本應(yīng)關(guān)閉時(shí)卻有壓力油進(jìn)人到執(zhí)行元件使之動(dòng)作?？赡艿墓收宵c(diǎn)有：與故障動(dòng)作有關(guān)的操縱桿及先導(dǎo)閥（機(jī)械式操縱的機(jī)器應(yīng)為拉桿）、操縱閥閥芯及問體。具體檢查方法為：堵住相應(yīng)的到操縱閥的先導(dǎo)油管后試機(jī)，假如故障消失，說明故障在操縱桿及先導(dǎo)閥部分Z否則應(yīng)檢查閥芯是否卡死、過度摩磨損或裝配錯(cuò)誤等；若閥芯正常，應(yīng)繼續(xù)檢查與閥芯配合的閥體和其它元件（如油封）等是否損壞。有一臺 PC3 00-1型挖掘機(jī)，每次在
工作一段時(shí)間后，左邊履帶會(huì)自動(dòng)行走，長時(shí)間停機(jī)后再起動(dòng)，故障消失，再工作一段時(shí)間后又重復(fù)出現(xiàn)前述現(xiàn)象。此種機(jī)型為機(jī)械拉桿式操縱，將操縱左邊履帶的拉桿拆掉，故障不消失。檢查發(fā)現(xiàn)閥芯已不在中位，拆開閥芯另一端的密封蓋，閥芯回到中位，故障消失。后經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)問芯座孔中有一條油封，閥芯從這條油封中穿過，油封在閥體與閥芯之間起密封作用，由于這條油封老化，密封作用減弱，使得閥體中的壓力油能慢慢沿著閥芯座孔流至閥芯有密封蓋的一端，當(dāng)密封蓋內(nèi)的油壓達(dá)到一定程度時(shí)，就將閥芯推向靠近拉桿的一端，閥芯離開中位，使履帶行走。更換油封后故障消失。液壓挖掘機(jī)的故障形式非常之多，不能在此一一述及，關(guān)鍵是善于總結(jié)。如能掌握有效的故障分析方法，結(jié)合液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對故障進(jìn)行分類處理。那么在故障的判斷處理中就可收到事半功倍的效果。 

• 加藤