液压系统的故障诊断与维修研究

2016-05-16 19:05张伟王晶晶李江
科教导刊·电子版 2016年9期
关键词:故障维修液压系统故障诊断

张伟 王晶晶 李江

摘 要 随着液压技术的发展,液压系统的工作性能和安全性与以前相比取得了很大的进步,因此在实际生活中也逐渐被广泛应用。液压系统故障的研究一直以来都是人们关注的焦点,尤其是液压系统的故障诊断和维修方面。

关键词 液压系统 故障诊断 故障维修

中图分类号:TH165.3;TH137 文献标识码:A

1液压系统的组成及分类

1.1液压系统的组成

一个完整的液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件,包括油箱、滤油器、冷却器、压力表、油位计等)和液压油组成。

1.2液压系统的分类

可分为两类:液压传动系统和液压控制系统。其中,液压传动系统以传递动力和运动为主要功能,而液压控制系统的主要功能是使液压系统输出满足特定的性能要求,特别是动态性能。

2液压系统的常见故障诊断及维修

下面以Atlas Copco凿岩台车液压系统为例进行分析:

2.1液压油的故障

主要是压力不足和温度高等两个常见故障。

Atlas Copco凿岩台车进行凿岩作业时,液压控制阀工作时都处在封闭压力油的工作状态,且工作压力一般都在180-230Bar之间,在高压工作状态下泄漏是不可避免的,外泄可以用肉眼直观地看到,容易发现和处理,而内泄的故障不但不容易被查找,而且会造成液压系统功率的损失。液压系统的功率损失一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面损失大部分能量转变为热量,引起油温升高。这样不仅会降低液压系统的效率,而且会加速油质的恶化,降低油液的使用寿命。其结果会导致以下几方面的问题:

(1)工作油液粘度下降,泵的泄漏增加;

(2)液压系统及元件的密封性能降低,甚至失效,使泄漏增加;

(3)油液润滑性能降低,液压元件的磨损加快,加速了元件的磨损失效,缩短了元件的使用寿命;

(4)液压阀件的阀芯及阀体之间由于热膨胀而出现阀芯卡死现象,导致系统无法工作;

(5)油液汽化、蒸发,容易使液压元件中产生气穴、穴蚀;

(6)液压胶管内壁脱落,容易堵塞滤油器、水冷却器和液压阀内的小孔,使液压系统不能正常工作。

诊断方法:Atlas Copco凿岩台车的发动机启动后,将两联电缆卷控制/定位泄荷操作阀的泄荷手柄置于加载位置,其它控制阀置于中位,发动机高速运转3-5分钟后,用红外测温仪分别对油箱内油液、液压泵泵壳、出油口和两联电缆卷控制/定位泄荷操作阀、两联顶棚控制操作阀、五联支腿控制操作阀、六联大臂定位控制操作阀、先导控制操作阀、25Bar先导减压阀、三联主工作操作阀的T口(回油口)以及三联主工作操作阀阀体右侧安装的280Bar的安全阀阀体进行测温,Atlas Copco凿岩台车的正常工作温度应该在30-65℃之间,通过检测到的温度数进行对比便可判断出内泄产生的部位,从而进行维修处理。

2.2控制阀的故障诊断

如果液压系统发生内泄、压力下降,达不到210Bar,则要对两联电缆卷控制/定位泄荷操作阀、两联顶棚控制操作阀、五联支腿控制操作阀、六联大臂定位控制操作阀、先导控制操作阀、25Bar先导减压阀、三联主工作操作阀的T口(回油口)进行测温,测得温度低于液压泵出口温度6℃,说明各控制阀的泄漏量在正常范围内;如果温差大于6℃则说明控制阀存在非正常泄漏,需要解体修理,如果控制阀内各密封件没有问题,则说明阀芯和阀体之间泄漏,需要更换。

故障诊断时应注意的是:

(1)电缆卷控制/定位泄荷操作阀阀体内安装有210Bar的溢流阀,在对电缆卷控制/定位泄荷操作阀进行修理前,先要拆检 210Bar的溢流阀;

(2)三联主工作操作阀阀体右侧安装有280Bar的安全阀,三联主工作操作阀T口的温度高于液压泵出口温度6℃时,先要对 280Bar的安全阀进行测温,280Bar的安全阀的正常温度应该和油箱内油液温差不超过10℃,和阀体温差不超过5℃,否则则说明280Bar的安全阀存在内泄,需要拆检。

2.3水冷却器的故障诊断

Atlas Copco凿岩台车水冷却器在正常工作时(双臂都进行凿岩作业),进、出油口的温差应该在5-10℃之间,进、出水口的温差应该在6-8℃之间,要是低于这个范围则说明水冷却器效率下降,油道发生堵塞或水道内壁形成了较厚的水垢,需要拆卸处理。

2.4轴向柱塞变量泵和双联齿轮泵的故障诊断

如果液压泵泵壳温度高于液压泵出口油温5℃-10℃之间则可以判断液压泵的机械磨损较大,但仍然可以使用;如温差在10℃以上,系统压力调定没有问题,则说明液压泵磨损严重、轴向间隙大、需要报修或更换。

2.5蓄能器的故障

蓄能器是贮存高压油的装置,是为凿岩设备提供能量的重要部件。Atlas Copco凿岩台车蓄能器大多为隔膜式和气囊式;蓄能器的常见故障有以下两个:

(1)响应慢原因:①充气压力下降或充压过高。维修:检查充气压力,重新充气。②卸荷阀或泵的压力调的太低。维修:调到较高压力。③溢流阀调压太低或因卡住而常开。维修:重新调节或清洗。④泵没有输出。维修:检查泵,进行处理。⑤卸荷压力开关调的太低。维修:重调压力开关。

(2)失去吸震作用:原因:气压力下降或充压过高:维修:进行检查,必要时重新充气或重新调节。

3液压系统的故障诊断及维修的实际意义

在对液压系统进行故障诊断和维修的过程中,不但大大提高了故障诊断的效率和准确性,而且提高了Atlas Copco凿岩台车的生产安全性,同时及时对液压系统进行故障诊断,有利于提高凿岩台车的生产效率,延长液压系统的大修和报废期限。

4结语

液压凿岩技术在国外地下矿山已经得到了很好的推广应用,重型甚至超重型液压凿岩机已应用于露天采矿和岩石工程。当液压系统出现问题时,首先要做的就是及时维修和维护,绝不可继续操作,以防止大的问题出现,从而影响生产进度。另外,应定期对台车设备进行故障检查,如每天使用完毕后对台车各设备进行检查维修, 定期检查维修的目的是使设备能始终得于一个良好的运行状态,从而发挥最大的效益。

参考文献

[1] 周忠华,顾鹤群,朱文锋,袁静芬,汪亚迪.基于AMESim的起重机卷扬液压系统的仿真及应用研究[J].建设机械技术与管理,2015(12).

[2] 徐建方.高压大流量液压系统的振动分析与创新设计[J].机械,2016(01).

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