武警第一机动总队某支队交通四大队 辽宁省大连市 116400
摘要:随着科学技术的飞速发展,工程机械广泛用于现代军事和国防实施建设等领域中,为了满足实际需要和产生更高效率,现代工程机械都是以液压技术为主导,液压传动系统作为工程机械中的核心部位,用来实现各种能量转换和动力传递,对整个工程机械的运作起着决定性作用,必须加以重视,只有保证其正常运转,机械才能安全可靠生产。在实际作业中液压传动系统都是连续工作、高负荷运转,这也导致液压传动系统会出现各种各样的故障,给机械作业带来了诸多不便,为此降低液压传动系统的故障率,提高液压系统持续性作业和延长其使用寿命。基于此,文章对工程机械液压传动系统故障分析与排除方法进行了深入的探讨。
关键词:工程机械;液压传动系统;故障
引言
液压传动技术在工程机械领域充分的使用,为行业高质量发展提供保障,与传统的机械传动相比,液压传统效率更高,使用寿命也更长,且不易出现故障,可保证工程机械正常运转,在行业内倍受青睐[1]。但由于工作介质为液压油,传动系统在工作时会出现密封不严和泄漏等问题,影响工作效率,因此必须在出现故障时准确诊断问题出现的原因,探究针对性解决措施,维护系统稳定正常运行。
一、液压传动系统故障基本特征
液压传动系统相比机械传动系统其构造合理紧凑、操作简单灵活,减少了复杂零部件和易损件。但液压元件精度要求高,装配要求严,在出现故障时,排除难度大,对维修的条件和技术要求比较高。液压传动系统出现故障时,主要有以下几个方面的特点:
(一)隐秘性。当前大部分工程机械中,液压传动系统都是油液在密封的空间之中完成运转和动力传送,加之系统采用的内部结构细小精密,运转介质相对独特,使得所产生的故障不容易被相关工作人员所发现,因此隐秘性是液压传动系统故障的一大特征。
(二)多元化。在深入研究液压传动系统相关故障后,能够看出引发故障的因素具备多元化的特点,同一个故障引起的原因可能有很多,而且这些原因都是交会在一起,相互影响很难准确判断。诸如传动系统压力达不到,可能是液压油产生外泄,可能是液压泵动力不足,也有可能是那个阀件堵塞,也有可能是油液黏度降低,同时也有可能出自于机械电气等方面。另一方面,液压传动系统中,部件作用不同,结构不同,引起故障现象也是多种多样。
(三)复杂性。液压传动系统出现故障较为复杂,且牵一发而动全身,部分故障很有可能导致整个液压系统乃至机械出现瘫痪,例如液压执行元件动力不足,压力不稳定,作为维修人员很难判断是液压泵动力不足,还是油液、阀件、或者机械元件出现了问题,排除故障的难度可想而知。
(四)难判断易处理。根据液压传动系统具有的特性,故障出现后,要想很快判断故障部位及产生的原因比较困难,必须要经过认真的检查、判断、分析、检测等才能找出其故障原因位和部,然而一旦找出,后期处理就很简单,有的可能稍加调试和清洗或者更换油液、滤芯就会解决问题。
二、工程机械液压传动系统故障分析
(一)液压缸运动中出现爬行现象
爬行现象就是液压油缸在运动时出现时走时停的跳跃式运动状态,在液压系统中这种故障较为常见。缸内混入气体是产生爬行现象的主要原因,它在油液压力的作用下相当于蓄能器的作用,如果供油量不满足需要,缸即在停止位置上等待压力升高而出现断续脉冲式的爬行运动;当空气压缩到一定限度时,释放出能量,推动活塞产生瞬时的加速运动而出现时快时慢的爬行运动。这种爬行现象,对缸的强度及负载的运动都极为不利,液压缸工作前必须充分排除缸内空气,所以在设计液压缸时,都要留有排气装置,同时排气口要尽可能设计在油缸最高位置或气体集聚部位。对液压泵来说,吸油侧是负压,为降低管路阻力常常采用大直径油管,此时应特别注意接头的密封质量,如果密封不好,空气将被吸入泵内,同样会引起液压缸的爬行。
(二)液压缸运行过程出现异响
液压缸产生的异响主要是活塞与缸筒接触表面间摩擦引起的。这是由于接触面间油膜被破坏或接触压应力过高,在相对滑动时产生摩擦声。此时应立即停车查明原因,否则,会导致滑动面的拉伤烧死。如果是密封处发出的摩擦声,则是滑动面缺少润滑油及密封圈压缩量过大所致。有唇边的密封圈虽然有刮油密封效果,但若刮油压力过大,把润滑油膜破坏了,也会产生异常声响。遇到这种情况,可以用砂纸轻轻打磨唇边,使唇边变薄变软一点。
三、工程机械液压传动系统故障排除方法
(一)观测排除法
观测排除法适用于经验丰富、对工程机械液压传动系统的结构了如指掌的维修人员,通过五觉(视、嗅、听、味、触)和个人的经验及简单工具对液压系统出现的故障进行观测诊断,进行小幅度的运行操作,再结合往常的检修经验定向找到一些浅显的故障,判别产生故障的部位和原因。观测排除法时应注意:1、先考虑外界因素对液压传动系统的影响,再从内部系统元件上查找问题。2、观测排除故障时,切不可孤立单一对液压系统考虑,要从机械、电气、液压等方面联合在一起综合排查。3、排除过程中要分清故障发生是长期性和突发性,对长期性的要分析故障出现的原因并排除,对突发性的要找出故障做出相应处理。观测排除法适用于经验丰富的维修人员,其排查时间短,适用于简易部件的排查,可以结合其余方法进行辅助的应用。
(二)仪器检测法
仪器检测法是在直观观测法的基础上对有疑问的异常部件,采用现代化仪器设备和计算机按照先易后难的顺序进行检测,找出故障的原因和部位,进行排查。这类方法有仪器仪表检测、油液分析检测和计算机检测等。在实际故障诊断中,既要采用传统的观测排除法,又要借助于现代精密仪器进行仪器检测法,两个共同应用,无法替代,相互结合。
(三)智能诊断法
智能诊断法主要是指通过现代科学技术来对液压传动系统的故障进行更为深入的分析,从而提供准确的理论依据。智能诊断法主要存在着三种类型:第一类是模糊逻辑诊断类型。主要是根据模糊逻辑函数的应用,来对液压传动系统故障的成因及表现形式进行分析,模糊逻辑函数会通过相应的运算,判定故障的成因及目前液压传动系统的运转情况;第二类是事故树分析类型。主要是通过对相关数据信息的统计,来分析液压传动系统故障的成因,在机械运转时所出现的故障设置为顶部事项,通过事故树的形式来进行直观的描绘与补充,根据布尔代数的计算方式来获得较为精准的结果;第三类是信息系统诊断类型。主要是根据液压传动系统常见的故障形式,来构建智能化的数据库,如若液压传动系统产生故障,信息系统就会将表现形式与数据库的相关情况进行对比,通过查询获得故障的成因。
(四)液压系统中的控制阀处理
控制阀的主要功能在于对液压系统进行调节和控制,液压系统对控制阀的精密度要求较高,在控制阀出现故障的情况下,对处理控制阀故障的技术要求较高,在对控制阀故障进行定位后,为使阀芯体配合密封件不受到影响,需确保阀芯不被抽动,否则会使处理控制阀的难度显著增加。
(五)防止空气进入液压油
液压系统空气入侵会使油液具有压缩性,使得系统运行时出现噪声、振动等问题,还可能使得运动部件出现爬行问题,给作业平稳性带来负面影响的同时还较易发生油液氧化变质等情况,造成油液使用寿命极大降低。因此在预防工作阶段就要对可能出现的隐患进行排查,针对空气进入系统的方式进行探究。一般的,回油管与吸油管间没有足够距离、油箱油量不足、回油管未直接插入油箱或者回油飞溅等都可能导致空气通过油箱进入液压系统。在预防阶段,工作人员要确保油箱内部保持实际油量,定期查看油管外表是否出现裂痕,同时确保密封元件完好、接头牢靠;利用隔板将回油管和吸油管分隔,同时保证其处于最低油面之下。
(六)禁止液压油污染
液压油在液压传动系统中的作用极为重要,不仅是运行工作介质,同时也是系统运转的冷却剂和润滑剂。液压油的清洁与否和系统部件牢固程度及系统运行寿命有直接关系,这主要是因为液压元件之间需要极高的配合度,对于精准性也有很高要求。但是液压油受污染后会造成液压元件磨损,液压油产生大量杂质,油液变质和出现堵积淤塞。因此,必须对液压油进行预防性保护,禁止发生污染。
结语
广泛采用液压、液力技术的现代工程机械,尤其是采用机电液一体组合的大型设备显著提高了作业的自动化及精准度,同时增加了液压系统维护保养的难度,为有效提高设备利用率,及时排除液压、液力系统故障,提高机械使用寿命,本文以操作维修人员的实际工作为依据,对液压传动系统故障分析及排除方法进行了总结归纳,并根据故障成因提出了具体的液压传动系统维护方法。
参考文献:
[1]赵博.探析工程机械液压传动系统故障的原因[J].内燃机与配件,2018(9):153-154.
[2]谢宇航,王世成.工程车辆液压传动系统构成分析及工作参数配置[J].汽车实用技术,2017(20):135-139.