单斗液压挖掘机论文

太原科技大学毕业论文单斗液压挖掘机液压系统的故障分析及改进对策 学院：专科部 专业：工程机械控制技术 班级：083 姓名：韩永辰 指导老师：张洪摘要：液压系统可以为单斗液压挖掘机的工作装置提供动力，为单斗液压挖掘机的制动系统提供制动力。单斗液压挖掘机的液压系统有各种阀，管路等组成，所以单斗液压挖掘机的液压系统会有很多种的故障。本文从单斗液压挖掘机液压系统的组成及单斗液压挖掘机故障的表现形式两个方面来对液压系统的故障进行分析并且对这些故障提出改进对策。关键字：液压系统，单斗液压挖掘机，故障，改进方法A single hydraulic excavator hydraulic system failure analysis and improvement measuresCollege: Taiyuan University of Science and Technology Profession: Engineering machinery control technology class:083 name:hanyongchen Guide teacher:zhanghongAbstract：Hydraulic system can fight for single hydraulic excavator working device provide motivation for single dou hydraulic excavator braking system provides the power. Single dou hydraulic excavator hydraulic system, there are all kinds of valve and pipe etc, so single dou hydraulic excavator hydraulic system can have a number of failures. This article from single dou hydraulic excavator hydraulic system composition and single bucket manifestation of hydraulic excavator fault of hydraulic system in the two aspects of failure analysis and put forward countermeasures to improve these faults. Keywords: hydraulic pressure system,Single dou hydraulic excavator, bug ,Improvement methods目录中文摘要1英文摘要1第一节 单斗液压挖掘机概述4一国内外液压挖掘机的发展4二液压系统的工作原理及组成4三液压系统的、优缺点4四单斗液压挖掘机工作原理 5第二节 单斗液压挖掘机的主要故障分析及改进方法一单斗液压挖掘机的主要故障5二单斗液压挖掘机的故障及改进方法6三、单斗液压挖掘机液压系统的故障及解决措施12（一）液压油引起的液压系统故障121.液压油过热122.液压系统中进空气133.液压油污染14（二）单斗液压挖掘机液压系统的噪声来源及改进对策141.单斗液压挖掘机液压系统噪声来源分析142.降低或控制液压系统噪声的主要措施.143. 单斗液压挖掘机液压系统噪声分析具体案例.15(三)、单斗液压挖掘机液压油泵严重磨损的故障分析161.液压油泵故障原因162.液压油泵改进及效果17（四）单斗液压挖掘机液压系统压力不足171.液压系统的液压油缸内泄漏172. 液压系统的液压油缸的外泄漏.19(五) 单斗液压挖掘机液压系统引起的工作装置无力201.具体案例。（六）单斗液压挖掘机液压系统引起的回转无力231.具体案例（七）单斗液压挖掘机液压系统引起的行走系统问题251.具体案例第三节：单斗液压挖掘机液压系统的清洁与保养28参考文献29第一节 概述一国内外液压挖掘机的发展史 在一百三十年前第一台手动挖掘机诞生了，期间经历了蒸汽驱动斗回转挖掘机、电力驱动、内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机这几个过程。20世纪40年代，由于液压技术的应用，变产生在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。当时研制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套元件也不齐全。从20世纪60年代是液压挖掘机推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和挖掘机品种增加速度很快，这导致挖掘机的产量猛增。1968-1970年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83%，目前已接近100%。二液压系统的工作原理及组成液压系统的组成及各部分的功能：液压系统是由动力元件（各种液压泵）、执行元件（液压缸、液压马达）、控制元件（各种控制阀）以及辅助元件（冷却器、过滤器）用油管按一定的方式连接而成的。其中：液压泵是把机械能转换成液体压力能的元件；执行元件是把液体压力能转换成机械能；控制元件是通过对液体的压力、流量、方向的控制，来实现对执行元件的速度、方向、作用力等进行控制，并用以实现过载保护和程序控制。辅助元件在液压系统中起连接作用、过滤作用和冷却作用液压系统的工作原理：它将外部输入的机械能，以油液为介质，经动力元件转为液压能，进行传递，然后在经过执行元件转返为机械能，实现主机设定的各种动作。三液压系统的优缺点液压系统的优点：液压装置体积小、重量轻、结构紧凑、使用寿命长；工作比较平稳，重量小、惯性小、反应快，易于实现快速启动、制动和频繁换向；液压系统与电气、电子控制相结合，能实现自动控制和远程控制；能在大范围内实现无级调速；能实现过载保护。液压系统的缺点：由于液压油的可压缩性，使液压传动不能保证严格的传动比；在低温下或高温下工作，稳定性比较差；系统出现故障的原因有多种，难于排查、诊断；系统元件造价比较高。四单斗液压挖掘机工作原理 单斗挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。 根据其构造和用途可以区分为：轮胎式、履带式、步履式、全液压、半液压、非全回转、全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。工作装置是直接完成挖掘任务的装置，它是由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成的。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业工具。回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油机，要在方便的场地也可改用电动机。液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。第二节 单斗液压挖掘机的主要故障分析及改进方法一 单斗液压挖掘机的主要故障单斗液压挖掘机的主要故障有以下几点1、对于整机：（1）功率下降；（2）作业不良；（3）回转压力不足；（4）回转制动失灵；（5）回转时异音；（6）行走力不足；（7）行走不轻快；（8）行走时跑偏。2、对于液压系统：（1）油泵、油马达、油缸各种阀过热；（2）油泵响声太大；（3）马达杂音；（4）安全阀有杂音；（5）系统无油；（6）系统中供油不足；（7）系统油量过大；（8）系统中没有压力或压力过；（9）压力太高；（10）压力太高；（11）油缸,油马达不动作；（12）油缸,油马达动作缓慢；（13）工作装置运动不稳；（14）工作速度过大；（15）油的泡沫太多；（16）回油压力突然升高，管接头爆坏；（17）管路剧烈振动。3、对于工作装置：（1）载荷自动降落；（2）铲斗和动臂回路油压低；（3）油缸抖动；（4）当阀从中间位置移动时载荷下降；（5）操纵阀芯有卡住倾向，操作困难；（6）操作手柄不能定位；（7）铲斗提升太慢；（8）铲斗提升太慢；（9）铲斗在保持位置自动倾斜。对于制动系统：（1）制动太慢；（2）不能制动；（3）制动脱不开；（4）紧急制动不能完全脱开。4、对于软管：（1）管壁脆裂；（2）管内壁裂缝但在室温下柔软；（3）使用时间不长出现破裂；（4）软管表层破裂；（5）使用时间不长后弯曲处破裂；（6）扭转处破裂；（7）软管见油膨胀。二单斗液压挖掘机的故障及改进方法初步简析单斗液压挖掘机的故障及改进方法（见表一，表二，表三，表四，表五） 表一：整机故障故障特征原因分析改进方法 整机 功率下降柴油机输出功率不足检查修理油泵磨损检查更换分配阀或主溢流阀调整不当调整压力到合适工作油量不足从油质系统泄漏，元件磨损等方面检查吸油管路吸进空气排除系统中的空气，紧固接头检查和更换密封作业不良油泵出现故障检查或更换油泵排油量不足检查油质，油泵的磨损，密封等，必要时进行更换回转压力不足缓冲阀调整压力下降调整压力到合适油马达性能下降检查或更换回转轴承损坏更换回转制动失灵缓冲阀调整压力下降调整压力到合适油马达性能下降检查更换回转时异响大小齿轮油脂不足加黄油油马达性能下降检查更换行走力不足溢流阀调整压力低调整压力到合适缓冲阀调整压力低调整压力到合适油马达性能下降检查更换中央回转接头密封损坏更换行走不快履带板内有石块等杂物夹入除去杂物调整履带板张紧过度调整到合适缓冲阀调整压力不合适调整压力到合适油马达性能下降检查更换行走时跑偏履带张紧左右不同调整油泵性能下降检查或更换油马达性能下降检查或更换中央回转接头密封损坏更换表二：液压系统故障故障特征原因分析改进方法液压系统油泵、马达、油缸各种阀过热系统压力太高调整压力安全阀压力到合适卸载阀压力调的太高调整到合适油脏或供油不足清洗或更换滤清器，检查油的粘度，把蓄能器油面充满到合适液压油冷却系统故障检查或更换元件液压油泵效率过低检查或更换元件液压油泵吸空更换滤清器，清洗被堵塞的入口管道，清洗蓄能器通气口，更换液压油，调整泵速液压油内有空气混入拧紧易漏接口，把蓄能器油面充满到合适，排除液压系统中的空气，更换油泵的密封油泵超载工作调整工作载荷，使泵和系统的负荷一致元件磨损或损坏检查或更换液压油泵响声太大吸空更换滤清器，清洗被堵塞的入口管道，清洗蓄能器的通气口，更换液压油，调整泵速液压油内有空气拧紧接口，把蓄能器油面充满到合适，排除系统中的空气，更换密封连接太松或错位调整好位置并夹紧，检查密封和轴承磨损或损坏检查或更换马达杂音连接松动或错位调整好位置并夹紧，检查密封和轴承磨损或损坏检查或更换安全法有杂音开启压力或传到下一个阀的压力调的太高调整安全法压力到合适阀门或阀座磨损检查或更换元件系统无油液压油泵不吸油更换滤清器，清洗被堵塞的入口管道，清洗蓄能器的通气口，更换系统的液压油，调整泵速油泵的驱动装置失效电动机或柴油机等应修复或更换，检查电气线路液压油泵与驱动机构的连接切断更换或调整驱动油泵的电动机反接调换线路接头液压油从安全阀返回调整安全阀压力，检查或更换元件液压油泵已损坏检查或更换液压系统中供油不足流量控制阀调整不当按需要重新调整安全阀或卸荷阀调整不当重新调整液压系统外泄紧固连接接头，从系统中排出空气液压元件磨损检查并更换液压系统油量过大流量控制阀调整不当按需要重新调整系统中没有压力或压力过低没有油更换滤清器，清洗被阻塞的入口管道，清洗蓄能器的通气口，更换液压油，调整泵速油量太低按需要重新调整减压阀调整不当重新调整系统外泄严重紧固接头，从系统中排出空气减压阀磨损或损坏检查并更换压力太高液压油中有空气拧紧易漏接口，把蓄能器油面充满到合适，排出空气，更换密封安全阀磨损检查或更换液压油被污染清洗或更换粗滤器和精滤气，排除脏油，冲洗并更换新的液压油液压元件磨损检查并更换系统压力太高安全阀或卸荷阀调整不当重新调整到合适，检查或更换油缸或油马达不动作没有油或没有压力更换滤清器，清洗被堵塞的入口管道，清洗蓄能器的通气口，更换工作油，调整泵速顺序阀或变量机构磨损调整和更换机械部分故障检查机械部分油缸、油马达磨损或损坏检查或更换油缸，油马达动作迟缓流量太低按需要重新调整油的粘度不大提高油温，若粘度不合适应更换液压油压力不足按需要重新调整减压阀联动装置润滑不良清楚脏物并加润滑油油缸、油马达已损坏检查并更换工作装置运动不稳定压力不稳定检查或更换安全阀，清洗滤油器油中混入空气拧紧接头，把蓄能器油面充满到合适，排出空气，更换密封元件连接装置润换不当清楚脏物并加润滑油油缸、油马达已损坏检查并更换工作速度过大流量过大重新调整流量控制阀液压油中的泡沫太多油号不对或粘度不合适排除油液，冲洗系统，再加如新油油频繁地通过安全阀调整安全法压力到合适安全阀磨损或损坏检查或更换回油压力突然升高背压阀阀芯卡死拆检或更换管路剧烈振动液压系统中有空气拧紧接头，把蓄能器油面充满到合适，排除系统中的空气，更换密封件液压油不足检查并加油管路没有用压板固定加固定压板背压阀阀芯不灵活或卡死拆检或更换表三：工作装置故障故障特征原因分析改进方法工作装置油缸控制阀杆串通更换阀装置铲斗和动臂回路油压低安全阀损坏，磨损或调整不当检查，修理或更换油缸上腔串通更换油缸密封元件油泵磨损修理或更换油缸抖动油位太低加油到合适位置活塞杆衬垫太紧调整到合适活塞与油缸配合太松检查或修复，更换活塞杆弯曲拆开油缸，全部检修当阀从中间位置移动时载荷下降单向阀污染清洗并检查滤清器单向阀阀座损坏修复或更换操纵阀芯有卡住倾向，操作困难油温太高检修液压系统系统太脏排除系统中的油，清洗并更换油压太高调整到合适阀芯弯曲更换联动装置束缚检查并修复操纵装置磨损或损坏修复或更换系统温度太低适当提高油温操纵手柄不能定位磨损或损坏修复或更换振动太大清除振动源阀芯的行程受阻检查并重新调整联动装置铲斗提升太慢变量机构或操纵不能正确动作，而使油泵处于最大流量位置检查，调整，修理或更换变量装置铲斗提升太慢油泵流量不够检查油泵吸油泄漏量安全阀调整压力太低调到合适油泵磨损或损坏修理或更换表四：制动系统故障故障特征原因分析改进方法制动系统制动太慢制动管路损坏更换制动控制阀调整不当调整到合适系统油压太低检查系统动作系统油位太低加油到合适位置不能制动制动操纵阀失灵修复或更换，检查油路压力制动管路故障更换制动脱不开制动控制调整不当或失灵调整修理或更换紧急制动不能安全脱开传动压力不足检查系统的工作情况管路流通不畅检查给油软管制动油缸或联动器损坏修复或更换 表五：软管故障故障特征原因分析改进方法软管故障管壁脆裂温度过高更换软管，增设保护装置管内壁裂缝但在室温下柔软温度太低更换软管，在操作前给系统加温使用时间不长出现破裂软管与工作压力不适应更换与系统压力相应压力的软管软管表层破裂软管受摩擦或金属丝受腐蚀按正确的弯曲半径重新装设新管扭转处破裂软管太紧消除过紧力，重新装设新管软管见油膨胀软管类型不合适更换耐油软管三、单斗液压挖掘机液压系统的故障及解决措施（一）液压油引起的液压系统故障液压挖掘机液压系统的主要故障有液压油过热、进空气、液压油污染、液压油泄漏造成的，分析造成这些故障的原因并采取相应的预防措施非常重要。1.液压油过热（1）液压油过热的危害有以下几点：液压油过热将会导致导致液压油粘度、液压系统工作效率下降，严重时甚至是挖掘机无法正常工作。液压过热会使一些液压系统零件因受热而膨胀，破坏了液压零件原来正常的配合间隙。使得摩擦阻力增加、导致液压阀卡死，还可能加速橡胶密封件老化、变质、破坏，使液压系统泄漏严重。液压油过热会使液压油汽化、水分蒸发，使液压元件产生穴蚀。液压油氧化形成胶状沉积物，堵塞滤油器，使液压系统不能正常工作.。（2）液压油油温过高的主要原因及解决措施有以下几点：由于油箱散热性能较差，导致油箱内油温过高。解决措施：应增大油箱容积即散热面积,并安装油冷却装置。液压油选择不当。由于液压油的质量和粘度等级不符合要求或不同牌号的液压油混用，造成液压油粘度过低或过高。解决措施：更换新的液压油污染严重。由于施工现场环境比较恶劣，随着机器工作时间的增加，油中混入杂质和污物。受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合问隙中，会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度，使泄漏增加、油温升高。解决措施：清洗油液滤清器在高温下长时间高负荷工作，使油温太高。解决措施：应避免长时间连续高负荷的工作，若油温太高可使设备空载运转一段时间，待其油温降下来后再工作。2.液压系统有空气进入（1）空气对单斗液压挖掘机液压系统的危害有以下几点：单斗液压挖掘机液压系统中进入空气会产生气蚀作用，导致金属和密封材料的破坏；产生噪音、振动和爬行现象，降低液压系统的稳定性。单斗液压挖掘机液压系统中进入空气会导致液压泵的容积效率下降，能量损失增大，液压系统不能发挥出应有的效能。单斗液压挖掘机液压系统中进入空气会使液压油导热性变差，油温升高，引起化学变化。（2）单斗液压挖掘机液压系统进入空气的主要原因及解决措施有以下几点：单斗液压挖掘机液压系统中的接头松动或油封密封环损坏而吸入空气。单斗液压挖掘机液压系统应有良好的密封性，各接头应牢牢固定，并保证油箱密封完好，这样可防止外界空气进入而污染系统。解决措施：.更换单斗液压挖掘机液压系统中的一些滤清器,清洗被堵塞的入口管道,清洗蓄能器通气口,更换工作油,调整泵速，拧紧易漏接口,把蓄能器油面充满到合适,排出系统中空气,更换泵油的密封。单斗液压挖掘机液压系统中吸油管路及连接系统的管路被磨穿、擦破或腐蚀而使空气进入。应合理设计液压系统结构，使管路走向布局合理化；要保持管路的清洁，减少外界腐蚀。解决措施：检查更换单斗液压挖掘机液压系统中吸油管等在单斗液压挖掘机液压系统加油时由于工人的不注意而产生的气泡被带入油箱内并混入系统中。3.单斗液压挖掘机液压系统被污染（1）单斗液压挖掘机液压系统由于液压油的污染对液压系统的危害有以下几点：污染物会堵塞液压元件。污染物会堵塞液压元件进出油口或其问隙，引起动作失灵，影响工作性能或造成事故，还可引起滤油器滤网堵塞，并可能使滤网完全丧失过滤作用，对液压系统造成恶性循环。污染物会加速元件磨损。污染颗粒在液压缸内会刮伤缸筒内表面并且加速密封元件的损坏，使泄漏量增大，引起工作装置推力不足、动作不稳定、速度下降、爬行、异常噪声等故障现象，严重影响系统的稳定性和可靠性。污染物使液压油油液性能的劣化。液压油中的污染颗粒长期存在会与油液发生一些反应，反应的生成物可能会腐蚀液压元件（2）液压油被污染的主要原因及解决措施有以下几点：单斗液压挖掘机的作业环境粉尘多，系统外部不清洁。若液压系统长期在粉尘污染严重的场地作业时，最多2个月过滤一次液压油，大概半年更换一次进油滤油器。在单斗液压挖掘机液压系统加油、检查油面和检修作业时，杂质被带入系统，通过被损坏的油封、密封环进入系统。（二）单斗液压挖掘机液压系统的噪声来源及改进对策1. 单斗液压挖掘机液压系统的噪声来源有以下几点：液压油泵和液压马达质量不好。单斗液压挖掘机液压系统中进入空气：液压系统进入空气后，就产生“空穴”现象。液压油对阀体壁的冲击。由于阀的动作造成压力差很大的两个油路连接时产生液压冲击，致使管道与压力容器等振荡而形成噪声。2. 单斗液压挖掘机液压系统的噪声降低或控制的主要措施有以下几点：防止液压油中混入空气。防止液压油泵和阀中产生“空穴”现象。防止管道内产生紊流和涡流。减少或吸收管道内的压力脉动（例如在液压油泵的出口处安装消声装置）设置防振垫（或支架）及有关隔振措施等。3. 单斗液压挖掘机液压系统的噪声来源的具体案例例如：WLYl00型液压挖掘机液压的系统，对其可能产生噪声的原因、排除方法介绍如下。（1）单斗液压挖掘机柱塞泵或马达的噪声吸空现象是液压泵产生噪声的主要原因之一。当油液中混入空气后，易在其高压区形成气穴现象，并以压力波的形式传播，造成液压油振荡，导致液压系统产生噪声。其主要原因有以下几点：a. 单斗液压挖掘机的液压泵的滤油器、液压油粘度过高或进油管堵塞，均可能造成泵进油口处真空度过高，使空气渗入，产生噪声。b. 单斗液压挖掘机的液压泵、先导泵轴端油封损坏或进油管密封不良，使空气进入.c.油箱液压油油位过低，导致液压泵进油管直接吸空。对单斗液压挖掘机液压系统噪声来源的检测当液压泵工作中出现较高噪声时，应首先对以下几个部位进行检查。a.液压泵内部元件磨损过度，如柱塞泵的缸体与配流盘、柱塞与柱塞孔等配合件的磨损、拉伤，使液压泵内泄严重，当液压泵输出高压、小流量液压油时 将产生流量脉动，产生较高噪声。此时可适当加大先导系统变量机构的偏角，以减小内泄对液压泵输出流量的影响。控制流量的活塞、液压泵的伺服阀阀芯也会因局部的磨损、拉伤，使活塞在移动过程中产生脉动，导致压力和液压泵输出流量的波动，进而导致液压泵出口处产生较大振动和噪声。这时可以对磨损或拉伤严重的液压油泵元件进行刷镀研配或者作更换处理。b.液压泵配流盘也是易引发噪声。配流盘在使用中因表面磨损或液压油中的污染物等在卸荷槽开启处沉积，都会使卸荷槽变短而改变卸荷位置，产生困油现象，引起噪声。在正常修配过程中，经平磨修复的配流盘也会出现卸荷槽变短的情况，此时如不及时将卸荷槽适当修长，也将产生较大噪声。在装配过程中， 配流盘的卸荷槽一定要装在泵的高压腔，并且卸荷槽尖角方向与液压泵缸体的旋向必须相对，否则也将给液压系统带来较大噪声。c. 单斗液压挖掘机液压系统的溢流阀的噪声溢流阀容易产生噪声，主要是由于先导阀性能不稳定，即先导阀前腔压力以高频率振荡引起的空气振动进而产生噪声。其主要原因有：液压油中混入空气，在先导阀前腔内形成气穴现象而引发高频噪声。此时，应及时排尽空气并且要防止外界空气进入；针阀在使用过程中因开启频繁而导致磨损过度，使针阀锥面与阀座不能紧密配合，造成先导流量不稳定、产生压力波动而引发噪声，此时应及时修理或更换；先导阀因弹簧的疲劳变形造成其调压功能不稳定，使得压力波动大而引发噪声，此时应更换先导阀的弹簧。d.单斗液压挖掘机的液压缸的噪声单斗液压挖掘机的液压缸的噪声来源主要有：液压油中混入空气或液压缸中空气没有完全排尽，在高压作用下产生气穴现象从而引发噪声。此时要马上排尽液压油中的空气；液压缸缸头油封过紧或活塞杆弯曲，在运动过程中也会因活塞杆浴缸头别劲而产生噪声。此时要及时更换缸头油封或校直活塞杆。e. 单斗液压挖掘机的管路的噪声单斗液压挖掘机的液压系统中的管路死弯太多或固定卡子松脱也会产生振动和噪声。因此，在管路布置上应尽可能避免死弯，对松脱的卡子要及时拧紧。 (三)、单斗液压挖掘机液压油泵严重磨损的故障分析1.在维修时从以下三点查找故障原因，并对系统进行改进：(1)检查动臂油缸的内漏情况。一般方法是把动臂升起，看挖掘机是否有明显的自由下降。若下落明显则拆卸油缸检查，密封圈如果磨损应该立即更换。(2)检查操纵阀。首先清洗安全阀，检查阀芯是否磨损，如果磨损应该立即更换。安全阀安装后如果仍然没有变化，再检查操纵阀阀芯磨损情况，其间隙使用限度一般为0.06mm,磨损严重应该立即更换。(3)测量液压泵的压力。若压力偏低，则进行调整，加压力仍调不上去，则说明液压泵严重磨损。2.造成动臂带载不能提升的主要原因有以下几点：（1）液压泵严重磨损。在低速运转时泵内泄漏严重;高速运转时，泵压力稍有提升，但由于泵的磨损及内泄，容积效率明显下降，很难达到其额定压力。液压泵长时间工作又加剧了磨损，油温升高，由此造成液压元件磨损及密封件的老化、损坏，使其丧失密封能力，液压油变质，最后导致故障发生。（2）液压元件选型不合理。动臂油缸规格为70/40非标准系列，密封件也是非标准件，制造成本高且密封件更换不方便。挖掘机动臂油缸缸径比较小小，使系统调 定压力高。（3）液压系统设计不合理。操纵阀与液压转向器为单泵串联，安全阀调定压力为16MPa，而液压泵的额定工作压力也是16MPa。液压泵经常满负载或长时间超负荷(高压)工作，并且系统有液力冲击，长期不更换液压油，液压油受到污染，加剧液压泵磨损，以致液压泵泵壳炸裂(后曾发现此类故障)。3.液压油泵改进及效果(l)改进液压系统设计。经过多次论证，最后采用先进的先导阀与负荷传感全液压转向器形式。新系统能够按照转向要求，优先向其分配流量，无论负载大小、方向盘转速高低均能保证供油充足，剩余部分可全部供给工作装置回路使用，从而消除了由于转向回路供油过多而造成功率损失，提高了系统效率，降低了液压泵的工作压力。(2)优化设计动臂油缸和液压泵造型，降低系统工作压力。通过优化计算，动臂油缸采用标准系列80/4。液压泵排量由10ml/r提高为14ml/r，系统调定压力为14MPa，满足了动臂油缸举升力和速度要求。(3)在使用过程中还应注意装载机的正确使用与维护，定期添加或更换液压油，保持液压油的清洁度，加强日常检查和维护。（四）单斗液压挖掘机液压系统压力不足1、液压系统的液压油缸内泄漏：以PC200-5型挖机液压系统具体说明：PC200-5型挖机，液压系统的调定压力为30MPa，小于该调定压力则系统压力不足。液压系统不足的故障主要表现在两个方面：单斗液压挖掘机大臂举升缓慢无力；单斗液压挖掘机回转缓慢无力。引起上述两个故障的主要原因是液压油油压不足，而造成压力偏低的主要原因是堵塞和泄漏。油路畅通、密封好是系统正常工作的保证，堵塞和泄漏是最常见的液压传动故障，因此检查液压传动故障一般从液压油路方面开始检查。（1）单c.单斗液压挖掘机液压系统内泄漏故障的处理该部分内泄漏主要产生于动臂滑阀和油缸内泄漏。内泄漏主要发生于阀体和油缸内部，不易检查。但我们可以借助一些辅助方法来判断是否发生液压油泄漏情况。d.对单斗液压挖掘机大臂油缸的检查当把大臂油缸活塞收到底后，拆下无杆腔的油管，使大臂油缸有杆腔继续充液压油。若无杆腔油管口有大量液压油泄出，说明液压油缸发生内泄漏；也可以使铲斗满载荷工作，当举升到极限位置时大臂操纵杆置于中位，并使发动机熄火，观察大臂的下沉速度；然后，把大臂操纵杆置于上升位置，如果这时大臂下沉的速度明显加快，也说明内泄漏发生在液压缸；如果下沉速度变化不明显，则内漏原因出在大臂滑阀。 e.对单斗液压挖掘机大臂滑阀的检查大臂滑阀斗液压挖掘机大臂举升缓慢无力，而其它动作正常单斗液压挖掘机大臂举升缓慢无力故障检测在液压系统中，如只是动臂举升缓慢无力，而转斗翻转正常。从液压工作原理图中不难看出：其它工作正常，这说明工作油泵、总安全阀是正常工作的，他们提供给整个液压系统的压力是足够的，同时也说明液压油泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质都没有问题。此时只需要检查大臂滑阀、大臂油缸以及大臂部分的油管及其密封件了。a.检查单斗液压挖掘机液压系统油路堵塞情况先作常规处理，拆下油管，拆下大臂滑阀阀体、阀杆及相关部件进行清洗，把油道清洗干净后并用压缩空气吹通吹干。b.检查单斗液压挖掘机液压系统油路泄漏情况液压系统的液压油泄漏一般都是在机器使用一段时间后产生。从表面现象看，大多数是由于密封元件失效、损坏、挤出或密封表面被拉伤造成。主要原因有：液压油被污染、密封表面粗糙度不当、密封沟槽不合格，管接头松动、配合件间隙增大、油温过高、密封圈变质或装配不良等。通常故障主要是由于液压油的内泄漏引起。的泄漏主要是由于阀杆与阀体的配合间隙太大、调压弹簧损坏、阀内密封件损坏等。检查阀杆和阀体的配合间隙，检查压力弹簧，看阀体内密封件是否有损坏。单斗液压挖掘机大臂举升缓慢无力故障排除方法如果液压油缸内泄测试结果超过规定值，应予以拆开作进一步检查，如密封圈损坏则进行更换，如缸壁拉伤严重则进行更换；如动臂阀磨损严重则要进行更换2. 液压系统的液压油缸的外泄漏（1）液压缸早期发生活塞杆外泄漏的原因分析传统意见认为，造成液压缸早期活塞杆外泄漏的主要原因是密封圈的失效和液压油液的污染。通过对市场因活塞杆外泄漏的原因退回的液压缸拆检，发现密封圈出现不同程度的磨损、划伤、老化等现象，从液压缸密封圈失效的实际检测情况来看，主要原因如下：防尘圈防尘效果差。在实际使用上中，人们对液压缸防尘圈防尘效果重视程度不够，体现在以下2个方面：a.防尘圈结构选型不合理。如图1所示，随着工程机械多用途的应用，尤其是个体用户在高污染的场所（例如 煤矿、矿山），每天连续十几个小时超载、超温使用，这就要求防尘圈必须具有较高的抗污染、抗高温的能力。目前单唇口防尘圈已不能适应液压挖掘机的需要，通过对液压缸防尘圈的拆检来看，基本上已经失去防尘功能，使污染物从活塞杆进入到液压油缸内造成密封圈的磨损失效b.防尘圈在装配过程中保护措施比较差。主要表现在挖掘机整机喷漆过程中，对液压缸防尘圈不采取保护措施，造成防尘圈唇口部位存在残留的油漆，油漆对防尘圈起到一定破坏作用，影响防尘圈的防尘效果。从拆检的液压缸发现防尘圈内部存有残留油漆，可以说明这一点。（2）轴用组合封结构不合理。目前活塞杆主要密封结构是防尘圈+低压密封（Y形圈）+高压密封（轴用组合封），Y形圈经过多年研究这种组合是比较成熟的结构，再加上进口Y形圈的应用，低压密封质量基本不存在问题。轴用组合封进口件价格较高，而国产件密封唇口设计角度不合理，容易使唇口在高温状态下发生材料流动问题，使密封唇口尺寸和形状发生改变，造成密封性能失效，使压力集中在低压密封Y形圈处，以至出现早期活塞杆外泄漏问题。从拆检的液压缸中，发现以上问题确实存在。（3）活塞杆与导向套的配合间隙选配不合理。按照液压缸设计原则，活塞杆与导向套的配合公差是H9/f8。但在实际情况中，如果二者配合为最小公差值，由于单斗液压挖掘机长时间大负荷工作，在高温情况下材料的膨胀，容易造成活塞杆表面油膜锐减，密封唇口润滑效果降低，局部温度超过密封圈容许温度，使密封圈高温老化，失去密封效果。市场用户反馈活塞杆表面出现发黑问题，就是以上原因造成的。(五) 单斗液压挖掘机液压系统引起的工作装置无力1.故障现象：挖掘机在挖第一斗时工作正常，待卸完土后再挖时出现斗杆挖掘无力的现象，但斗杆外伸即其他各部件动作均正常。（1）单斗液压挖掘机液压系统引起的工作装置无力故障诊断及排除 测得主泵压力为33Mpa，同正常。 拆检斗杆缸总成，结果正常。 拆检主控制阀上的斗杆滑阀阀芯，结果也正常。 拆检斗杆再生回路阀发现单向阀4的回位弹簧弹力较弱。于是，在弹簧座上加了一个厚度为3mm的垫片，再试一次均正常了。图二：斗杆再生回路阀结构图（2）单斗液压挖掘机液压系统引起的工作装置无力故障原因分析因单向阀4中的弹簧弹力弱，挖掘时斗杆再生回路中的D处不能及时关闭，导致D处两侧油腔互通，故斗杆挖掘无力。2.故障现象：日立UH-171型挖掘机动笔动臂能起不能落故障的诊断与排除图三：日立UH-171挖掘机液压系统图（1）挖掘机动笔动臂能起不能落故障诊断有以下几点：B泵组系统混入空气、泵组吸空、吸油管接头松动、吸油管漏气和吸油管堵塞。B泵组系统回油管路堵塞、回油滤芯损坏堵塞、旁通阀和溢流阀咬死不能开启。B泵组柱塞折断，柱塞与缸体咬死，回程盘破碎。先导控制油路失控，先导泵损坏，先导阀不能开启。液控换向阀弹簧对中失灵，卡在不对中位置。针对上述原因分析，维修人员采用先易后难的方法拆检了油路和B泵组，随后用检测表测量，得之先导控制油路正常。在否定了前四项原因后，对该机进行了长达15min的试机运转，除动臂缸不能缩回外，其他哥哥动作均正常，但B泵组仍热得烫手，高压软管仍剧烈抖动。显然故障原因集中在液控换向阀上。从图5-20的液压原理图中可知，动动臂和斗杆动作均由A、B两个泵组合供油，必须查清，究竟是哪一个液控换向阀被卡死。分析了动臂升降的工作原理后，找到了故障的原因。动臂的升起是由D阀和N阀同时开启控制，A、B两泵组合供油的；动臂的下降是由D阀单独开启，B泵组单独供油的。所以动臂能起不能落的原因是D阀卡死在不对中位置，而无压力油进入动臂液压缸上腔所致。为了证明动臂能起不能落是由D阀卡死所致，可以对B泵组热的烫手和高压油管剧烈抖动进行论证。当D阀卡死时，B泵组的液压油在经过C阀后便被D阀堵死，B泵组的液压油只能在克服安全阀的开启压力25Mpa后方能形成回路流回油箱。此时的安全阀在B泵组回路中起到了减压阀的作用。由此而产生巨大的热量使B泵组产生高温。所以只要发动机开始运转，B泵组及其高压油管就处在系统最高压力下工作，使其在空载下发烫和抖动。（2）挖掘机动笔动臂能起不能落故障排除在拆检D阀时发现由于少量金属颗粒把阀芯卡死在阀体中，使D阀芯处在通道堵死的位置上。经抽出该阀芯用磨缸砂条和水磨砂纸打磨后装入试机，动臂伸缩自如。3.故障现象： W4-60型挖掘机作业时发现一些不正常的现象；挖掘硬物料时挖不动，挖掘松散物料时不满斗且非常吃力。（1）针对上述故障的诊断有以下几点根据液压系统工况的分析，挖掘无力故障原因主要是：a液压油压力不足。b主泵磨损。c主安全阀调整压力偏低。d操纵阀磨损严重。e铲斗缸活塞油封损坏。（2） 针对上述故障的排除:首先查看液压油箱，发现液压油充足，即可排除此故障的可能性。通过液压系统的分析可知，如主泵磨损或主安全阀调整压力偏低，整个系统就达不到额定的系统工作压力，那么动臂、斗杆、回转马达及液压支腿等部分工作都将发生异常。但经观察，其余工作装置均工作正常，未发现任何异常的情况，因此可排除主泵磨损及主要全阀调整压力偏低这两个故障原因。经上述故障原因的分析，可将故障原因集中在操纵阀严重磨损与铲斗缸的活塞油封损坏上，由于这两个故障比较隐蔽，究竟是两个故障同时发生了还是只发生其中的一个，仅通过现象观察难以判断，但如果盲目拆解又代价太大。在此情况下可进行堵漏实验，即应用仪器测量回路的流量即可迅速判断故障所在。但由于条件的限制，施工单位都不一定配备有此类故障的检测仪，此时可根据液压系统的结构特点进行分析；铲斗回路出现故障并不影响其他回路执行部件（如动臂、斗杆等）的动作，而且各回路调定压力大小均相同。由于斗杆回路和铲斗回路的油管尺寸完全相同，因此可以利用斗杆回路来进行故障的分析和判断，具体操作如下：将铲斗与斗杆进油及回油油管分别互换连接后，重新观察铲斗与斗杆的工作情况，发现铲斗工作仍不正常，而斗杆工作却仍然正常。这样就可以断定故障是发生在铲斗位上，于是将铲斗位进行拆解，看到活塞上油封已断裂损坏，造成油位上下腔泄漏严重，致使铲斗挖掘无力。更换油封后，铲斗工作即恢复正常。从上述故障的排除中得知，只要掌握液压系统的工作原理和一些技术数据，利用液压系统本身回路的一些规律，通过仔细观察，冷静判断，一般都能找出故障的根源。对于一些隐蔽的故障，可以利用仪器来检查系统的技术性能，如压力、流量和温度等来定量分析，就可迅速找出故障部位。（六）单斗液压挖掘机液压系统引起的回转无力1.故障现象：在正常工作中上部回转机构速度突然减慢，以致回转停止，来回多次操纵手柄，又能慢慢转起来或不动，根本无法工作。（1）故障诊断 测系统压力，把一只40Mpa压力表接在回转泵出口处，并插上回转锁销，回转手柄拉到最底，当发动机高速运转时，压力表读数为20Mpa；发动机怠速时压力表为19Mpa，重复数次，压力表读数变低。调节主安全阀和左右缓冲制动阀，压力表读数不上升只下降，说明这些阀正常工作。 测回转马达的泄漏量，实际测得回转马达泄漏量为0.5L/min，标准值为0.30.8L/min，这说明回转马达性能良好。 测先导的压力，把闭锁阀的先导油管接头拆开，接一只4Mpa压力表，测得先导压力为2.4Mpa ，而且压力表读数很稳定，标准值为2.40.1Mpa。说明先导压力正常，闭锁阀工作正常。 将回转泵伺服活塞向左推到头，并在其腔中垫一适当垫块，这时将变量泵变为定量泵。测空载时泵的流量为40L/min，加载后，系统流量、压力都降为零。（2）故障排除根据上述诊断分析，诊断为回转泵内部泄露严重所致。打开回转泵后盖，从出油口处向里吹烟，发现从进油口和泵腔中有大量烟冒出，说明进出油路相通，进一步拆下配油盘，发现配油盘中心轴上的滚针轴承内圈窜出2mm使配油盘与缸体端面间隙增大。将内圈复位并作固定处理后，装复，测试回转性能，测试结果见图5-21、表五、表六. 表五检测项目标准值实测值检测项目标准值实测值回转主安全阀开启压力/Mpa2524回转泵最大流量/(L/min)247242回转速度/(s/3r)26127.5回转泵最小流量/(L/min)8065 表六负载压力/Mpa071422换算系统流量/(L/min)241242.5201108.3发动机转速/(r/min)1680162016121412液压油温度/45454546实测系统流量/(L/min)22521818085图四：实际回转泵P-Q特性曲线有图四可计算出回转泵先导控制段系统流量损失约为1.94%。恒功率控制段系统流量损失约为10.3%。说明回转泵磨损很小，恒功率控制段需调节。将恒功率控制调节螺钉往里拧，使系统在规定负载下达到规定流量为止。（七）单斗液压挖掘机液压系统引起的行走系统问题1.故障现象：一台卡特E200B型挖掘机，运转到8500h时，遂渐出现爬坡越来越无力，且左侧履带时有停滞的现象，右侧稍好于左侧。（1）故障诊断与排除根据液压系统原理图分析，可能导致上述故障的原因有：液压泵工作不正常；行走马达内泄；回转接头，环道油封泄油；操纵阀阀杆卡死。借助压力表测试，从可能发生故障的位置，从易到难依次测压来诊断，测试结果如表七所列。图五：PC200-6挖掘机斗杆回路图先拆开左侧行走马达，发现配流盘，柱塞，柱塞缸，滑靴等部件光滑，无刮痕，来回活动自如，说明行走玛法本身无问题。可以正常工作。再触摸中央回转接头，发现回转接头温度偏高，高压管有剧烈抖动。拆开接头部，见橡胶油封严重浊损，部分油封已断掉，由此可以断定故障原因处于此处。由于油封已损坏不可再用，而且其他油封无法代替，更换新件。更换油封后液压泵空载压力上升为5.4MPa。爬坡时上升到30.5MPa；左侧行走马达空载压力上升到5.0MPa，爬坡时为30.0MPa；走侧行走马达空载时压力上升到5.6MPa、爬坡时为30.6MPa。2.故障现象：一台大宇DH220LC-挖掘机在工作过程中回转及左行走明显缓慢，其他动作如动臂、斗杆和铲斗的动作以及右行走则基本正常。（1）针对上述故障诊断与排除：回转无力的原因主要是：回转先导油路有故障、回转控制阀阀芯卡死或磨损严重、回转制动不能解除、回转马达损坏、回转减速器损坏、主溢流阀损坏或后泵及其控制系统有故障。现场检查中发现，除左行走及回转有故障外，其余动作也略慢，但右行走（单独动作）速度正常，工作压力也可达调定值。能同时造成两个动作明显无力的原因只有主溢流阀损坏和后泵及其控制系统有故障，故应首先检查主溢流阀和后泵。由于单独右行走的速度正常，工作压力也可达调定值，而此挖掘机整个液压系统中只有一个主溢流阀，因此可排除主溢流阀存在的故障的可能。所以，故障部位应出在后泵及其控制系统。经用压力表现场监测，此分析得到了验证。解体后泵发现：柱塞缸体、缸体和配流盘之间的配合而磨合严重，部分滑靴脱落。柱塞缸体、配流盘各配合而已无法修复，遂决定更换部件新品。装复后试机，故障已排除。3故障现象：行走跑偏严重，行走移位很困难。行走跑偏严重，行走移位很困难故障诊断有以下几点：（1） 左右主泵共有不均，用秒表测铲斗和斗门动作速度。发动机高速运转铲斗手柄拉到底时，测铲斗内转所需时间为5.1s，标准为4.8s，发动机高速运转，将斗门开启踏板踩到底时，测斗门开启时间为1.6s，标准为1.5s。铲斗、斗门分别由左右主泵供油，动作速度基本在标准范围内，则说明左、右行走马达性能均匀良好。（2） 左右行走马达内泄不均匀。测1min的左右行走马达泄漏量，分别为0.07L/min，0.075L/min，说明左、右行走马达性能均匀良好。（3） 中心回转接头密封失效。（4） 左右行走安全阀开启压力不一致。在左、右主泵的出油口分别安装40Mpa压力表，测出左、右主泵单独供油时的左、右主安全阀开启压力均为25Mpa。（5） 缓冲制动阀开启压力不一致等。将铲斗插入地里，保证在操纵行走前进、后退时，履带不打滑，不前后移动；发动机高速运转，分别操纵前进和后退手柄，并读出压力表的稳定读数，测的结果见表5-6.重复上述动作，分别在小范围内调节左右缓冲制动阀调节螺钉，结果压力表读数不变，说明缓冲制动阀工作正常。 表5-6测试工况左压力表读书/Mpa右压力表读书/Mpa标准值/Mpa行走前进221626.5行走后退162226.5故障排除根据上述诊断结果和行走液压系统原理图分析，确确诊为中心回转接头右前进与左后退油道的密封圈失效，内泄所致，更换新的密封圈后，行走正常。第三节：单斗液压挖掘机液压系统的清洁与保养 保持单斗液压挖掘机液压系统清洁三大要点：（1） 保持液压油清洁，将油储存在清洁干净的地方，换油或加油时必须小心要防止空气进入系统。（2） 保持系统清洁定期更换液压油和过滤器，好的液压油含有多种添加剂，这些添加剂可防止油变质。但是，这些添加剂在经过一段时间以后会丧失其功能，导致液压油的变质。因此油应该定期更换，确保添加剂发挥作用。过滤器只能从油中吸收有限数量的污垢粒子和其它杂质。在更换液压油过滤器时，要检查过滤器底部是否有金属颗粒或碎屑；如有铜或铁屑表明液压泵、液压马达或阀可能已损坏或将要损坏或如有橡胶类则表示液压油缸密封件损坏。定期排放油箱污物，定期排放油箱中的水和沉淀物，对于清除油中杂质十分重要，但是定期更换整个液压系统中的液压油也十分重要。这是完全清除系统杂质、被氧化的液压油和其它有害杂质的唯一可靠的方法。清洗。如果液压油受到污染，特别当泵或油缸、马达受到损坏时，必须更换全部液压油并清洗油箱。（3） 保持液压挖掘机工作区域清洁，当向油箱中补充液压油或更换液压油时，应确保过滤器箱盖周围区域清洁。在添加或更换只能使用清洁的漏斗或容器。切勿将脏物带入系统中。（4） 维护液压系统时，只能将清洁的塑料塞头用于密封管路的端部。维护液压部件时，工作台必须绝对清洁。检查使用工具的状况，它们也应非常清洁。参考文献【1】杨国平，现代工程机械故障争端与排除大全，机械工业出版社【2】张凤山，工程机械液压、液力系统故障诊断与维修，化学工业出版社【3】杨国平，现代工程机械技术，机械工业出版社【4】张 洪，现代施工工程机械，机械工业出版社【5】张凤山，小松挖掘机维修手册，机械工业出版社【6】李宏，小松挖掘机构造原理及拆装维修，化学工业出版社【7】张凤山，卡特挖掘结构与维修，人民邮电出版社【8】静永臣，现代挖掘机结构与维修，人民邮电出版社【9】崔向华