了解工程机械液压系统的构造、工作原理,掌握典型故障诊断方法,是保障设备正常运行的基础
1. 工程机械液压系统的基本构造
工程机械液压系统主要由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质五大部分组成。动力元件即液压泵,它是整个系统的心脏,其作用是将原动机的机械能转换为液压能,常见的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。执行元件包括液压缸和液压马达,液压缸将液压能转换为直线往复运动的机械能,常用于挖掘机的动臂、斗杆和铲斗的伸缩动作;液压马达则将液压能转换为旋转运动的机械能,如装载机的车轮驱动。控制元件主要是各类液压阀,用于控制和调节液压系统中油液的压力、流量和方向,像溢流阀用于限制系统压力,换向阀控制油液流向 。辅助元件包含油箱、滤油器、油管及管接头等,油箱用于储油、散热和沉淀杂质,滤油器可过滤油液中的污染物,保证系统清洁。工作介质通常为液压油,它在系统中传递能量、润滑部件并带走热量。
2. 工程机械液压系统的工作原理
工程机械液压系统基于帕斯卡原理工作,即在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值同时传到各点。液压泵从油箱吸油,将机械能转化为液压能,使油液产生压力并输出。压力油通过油管输送到各个控制元件,根据施工需求,控制元件调节油液的压力、流量和方向,随后压力油进入执行元件。以挖掘机挖掘动作过程为例,当操作手柄发出指令,换向阀改变油液流向,压力油进入动臂液压缸的无杆腔,推动活塞伸出,动臂上升;通过调节节流阀控制油液流量,可改变动臂上升速度。在整个工作过程中,液压油完成能量传递和转换后,经回油管返回油箱,完成一个工作循环。系统通过不断循环,实现工程机械各种复杂动作的精确控制 。
3. 工程机械液压系统典型故障诊断 - 压力不足
压力不足是液压系统常见故障之一。导致压力不足的原因众多,首先可能是液压泵故障,如齿轮泵的齿轮磨损严重,导致泵的容积效率下降,输出流量和压力不足;叶片泵的叶片卡死或磨损,影响吸油和排油能力。其次,溢流阀故障也会引发压力不足,若溢流阀的阀芯卡死在常开位置,系统压力无法建立,油液直接经溢流阀流回油箱。诊断时,可使用压力表检测系统压力,对比标准压力值。若压力异常,先检查液压泵的输出压力,判断泵是否正常;若泵压力正常,则检查溢流阀,通过调整溢流阀压力设定值或拆解清洗阀芯,排查故障 。
4. 工程机械液压系统典型故障诊断 - 系统泄漏
系统泄漏会导致液压系统效率降低、油液浪费甚至引发安全事故。泄漏分为内泄漏和外泄漏,内泄漏主要发生在液压泵、液压阀和液压缸内部,如液压缸的活塞与缸筒之间密封件损坏,导致油液从高压腔泄漏到低压腔。外泄漏则表现为油管接头松动、密封件老化破损,油液直接泄漏到系统外部。诊断外泄漏相对容易,可通过观察系统外部是否有油迹来判断;对于内泄漏,可通过检测执行元件的动作速度和力量来推测 。如发现液压缸动作迟缓,在排除其他因素后,可能存在内泄漏问题,需拆解检查密封件和相关部件的磨损情况 。
5. 工程机械液压系统典型故障诊断 - 振动与噪声
液压系统出现振动与噪声会影响设备正常运行和操作人员工作环境。产生振动与噪声的原因有多种,液压泵吸空是常见因素,当油箱油位过低、吸油管堵塞或吸油过滤器严重堵塞时,液压泵吸入空气,导致系统产生振动和噪声。此外,液压管路安装不牢固,在油液流动时会产生振动;液压阀的阀芯频繁换向或卡滞,也会引发振动和噪声 。诊断时,可先检查油箱油位和吸油管路是否通畅,再检查管路固定情况和液压阀的工作状态,通过逐一排查,确定故障源并进行相应处理 。
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