某挖掘机的工作装置、回转机构及行走机构三大部分的每一个动作均缓慢无力,且从分动齿轮箱的加油口处往外冒液压油。
1.故障分析
液压系统原理如图1-46所示,分为上车和下车两部分。上车液压系统位于旋转平台以上,有7个液压缸及液压泵、回转马达、控制阀等元件;下车液压系统处于履带底盘上,有4个行走液压马达。上车液压油通过中心回转接头进入下车液压系统,驱动行走液压马达旋转,使整机行驶。
液压泵A、B为双联斜盘轴向柱塞式,泵的排量为2×1.04×10-5m3/r,额定工作压力为32MPa。液压系统由两个独立的回路组成。泵A输出的液压油经多路阀块I驱动回转马达、右行走马达、铲斗液压缸和副臂液压缸,是一独立的串联回路。当该组执行元件不工作时,合流阀5(左位)使泵A的供油进入泵B的供油回路,两泵合流向动臂液压缸、斗杆液压缸供油,从而加快动臂或斗杆的工作速度。泵B输出的液压油经多路阀块Ⅱ驱动动臂缸、斗杆缸、左行走马达和推土缸,是另一独立的串联回路。由2个溢流阀分别控制2个回路的工作压力。
图1-46 挖掘机液压系统图
1—回转马达换向阀 2—右行走马达换向阀 3—铲斗液压缸换向阀 4—副臂液压缸换向阀 5—合流阀 6—梭阀 7—动臂液压缸换向阀 8—斗杆液压缸换向阀 9—左行走马达换向阀 10—推土铲刀液压缸换向阀 11—限速阀 12—单向节流阀 13—回油背压阀 14—变速阀
行走液压马达及回转液压马达均为内曲线多作用低速大转矩马达。挖掘机每条履带均由双排液压马达驱动。两个变速阀14分别置于液压马达的配油轴中,其操纵形式是电磁的。当变速阀14处于图示位置时,两排马达串联,行走马达转速高,但输出转矩小,处于高速小转矩工况。当操纵变速阀14使其处于另一工位时,高压油并联进入每个马达的两排油腔,行走马达处在低速大转矩工况,常用于道路阻力大或上坡等工况。因而挖掘机具有两种行走速度。
工作过程中,动臂、斗杆和铲斗都可能发生重力超速现象,故在回路中采用了单向节流阀的限速措施(图1-46中12所示)。行走马达在下坡时也会产生重力超速现象,为防止超速溜坡,在回路中设置了限速阀11,限速阀的控制油压通过梭阀6引入。当两条履带均超速时,限速阀才起作用。
进入液压马达内部(柱塞腔、配油轴内腔)和马达壳体内(渗漏低压腔)的液压油的温度不同,使马达各零件膨胀不等,会造成密封滑动面卡死,为此在马达壳体内(渗漏腔)引出两个油口,一油口通过节流阀与有背压的油路相通,另一油口直接与油箱相通(无背压)。这样,背压油路中的低压油(约0.8~1.2MPa)经节流阀减压后供给马达壳体,使马达壳体内保持一定的循环油,从而使马达各零件内外温度和液压油温保持一致。壳体内油液的循环流动还可冲洗掉壳体内的磨损物。(www.daowen.com)
在该机液压系统回路上设置强制风冷式冷却器,使系统在连续工作条件下,油温保持在50~70℃范围内,最高不超过80℃。
由液压系统原理可知,只有共用元件出了问题,才会出现上述故障。根据故障可以初步判定:
1)双联液压泵(主泵A、主泵B)的轴向油封漏油,才能从分动齿轮箱的加油口处往外冒液压油;
2)双联液压泵A、B同时内漏或液压油太稀、太少、太脏、吸油口堵塞、回油路堵塞、2个主溢流阀同时泄荷,才能使其所有动作缓慢无力。
2.故障的确定和排除路线
(1)故障的确定
按先简后繁的次序排查故障。用经验法先排除简单的故障可疑点,再用替换法确认故障。具体步骤如下:①检查发动机。工作正常,整机无故障。②检查液压油。液压油虽在标准刻度线以下,但不足以影响供油流量;再检验液压油粘度,正常。加液压油到标准刻度线。③检查吸油口油管及滤网、回油滤网,均没堵塞。显然液压油洁净。④背压阀、溢流阀待查。没确定故障前,压力阀类最好不要乱调压力。⑤拆除液压泵周边管子,取下液压泵A、B,换上同型号的正常双联液压泵试车,三大部分的每一个动作都正常。分动齿轮箱加油口处也不往外冒油了。证明是双联液压泵A、B出了故障。
(2)故障的排除 具体步骤如下:①拆下双联液压泵A、B,发现其泵轴骨架油封磨破,导致液压油泄漏到分动齿轮箱,又从齿轮箱加油口处冒出来。更换此骨架油封。②拆开液压泵A、B,逐个清洗零件;检查发现泵轴花键有台阶,且磨损间隙过大。应进行更换。③轴承间隙过大,应进行更换。④两组配流盘与缸体的接触面都有坑坑洼洼的麻点,导致内漏。分别研磨配流盘与缸体的接触面,去除麻点,可留用。⑤用千分尺分别测量每组柱塞,其直径远远超差,与缸体孔之间间隙过大,吸、压油无力,导致系统工作压力达不到额定值,最终导致挖掘机各个动作缓慢无力,分别更换每组柱塞。⑥认真清洗所有零件后分别装配液压泵A、B,同时泵体内充满液压油,再安装到液压系统中重新试车。故障现象消失,各个部件动作正常。
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