液压系统注意事项

l液压挖掘机的结构特点

       目前，在施工中使用的挖掘机多数为斗容1吨左右的单斗液压挖掘机，它们多数采用双泵双回路全功率变量液压系统，其液压系统框图如图1所示，所有的工作机构被分成两组，由操纵阀1、2分别控制，前泵、后泵分别作为操纵阀1、2的动力来源，向它们提供压力油，主溢流阀1、2分别控制两组工作机构的最高工作压力，并且两者的调定值相等。各工作机构的分液压油路中又装有过载阀（又名分路溢流阀），在机器受到意外冲击等情况下保护液压系统的安全。各过载阀的调定压力一般也都比较接近。另外，许多挖掘机在斗杆缸、动臂缸共同或单独工作的情况下，操纵阀1、2合流，同时对它们进行供油。

2 液压挖掘机的常见故障

2．1整机全部动作故障

         分析：由于是操纵阀1、2控制的所有动作均不正常，故障点应处于二者的公共部分，即操纵阀以前的部分。根据液压系统框图，整机全部动作故障的原因有：

（l）液压油不足，吸油油路不畅（如吸油滤芯堵塞），油路吸空等造成液压泵吸油不足或吸不到油，使得整机全部动作发生故障。

（2）先导油路故障。此故障只存在于伺服操纵的挖掘机，对于机械式拉杆操纵的挖掘机则不存在。先导油路故障会造成先导油压力不足，使得操纵系统失灵，从而表现为整机动作故障。

（3）液压泵与发动机之间的传动连接损坏。这样发动机不能带动液压泵，泵口也就没有压力油输出，使得整机不动作。

（4）前后液压泵均严重磨损或损坏，造成泵的输出流量、压力不足，从而引起整机动作迟缓无力或完全不动作。

 (5) 液压泵的功率调节系统故障。

       在进行故障检查时，应按照先易后难，先外后内的原则进行检查，具体方法如下：

       先检查液压油量。不足，加够Z检查吸油管是否破裂，接头是否有松动等类似现象，它们会造成油泵部分或严重吸空；检查吸油滤芯是否有堵塞或吸扁等，如有应更换。

        再检查四油滤芯。如有大量金属粉末及颗粒，则为液压泵损坏，需检修。

       其实，除液压泵损坏外，其它执行元件或轴承等损坏也会使得回油滤芯有大量金属粉末及颗粒，但此处是讨论整机全部动作故障原因，因而忽略其它非公共部分元件。但有时液压泵因长期使用导致过度磨损，这样在回油滤芯处并无明显的异常情况，却仍会引起机器故障，这一点必须加以注意。

        如果前面两种检查均无异常，此时应检查先导油路压力，造成先导油路故障的故障点有：先导泵、先导油出油滤芯、先导油路溢流阀、油路其它地方泄漏等，如发现先导油压力不足，应按先易后难的原则导找故障点，然后排除故障。如果系统仍不正常，此时应分两种情况，①整机完全没有动作，在操作机器时也没有负荷感觉。这时要检查泵与发动机之间的动力传递部分，如传动花键是否损坏等。②动作迟缓。这时应检查液压泵的全功率调节系统，不同型号、特别是不同品牌的挖掘机其功率调节系统也不尽相同，此时应根据具体机型的技术资料进行详细检查及调节。

 2．2某组操纵阀控制的几个动作同时不正常

        分析：由于另外一组操纵阀所控制的子系统全部正常，因此两组操纵阀所共用部分不存在故障的可能。又根据几个动作同时不正常这一现象分析，故障点应在这几个动作的公共部分，再结合液压挖掘机的液压油路具体结构可知故障原因有以下几条：

     （l）故障子系统主溢流阀故障。现在，挖掘机上的主溢流间均为先导式溢流阀，主溢流阀不能正常工作的原因常为：压力调节不正常、锥阀的锥面磨损、先导阀芯阻尼孔堵塞等。当然还有弹簧折断等其它原因，它们均会造成整个子系统压力不足，从而引起系统动作迟缓无力，甚至不能动作，怎样判断是否为主溢流阀故障呢？这里推荐一种现场诊断中非常实用的方法：换位对比法。将故障子系统中主溢流阀与正常子系统中主溢流阀对调后试机，如果故障移到另一子系统，则可断定原故障系统主溢流阀故障，如对调后故障仍在原子系统中，则主溢流阀工作正常，应另寻找故障原因。

（2）故障所在子系统液压泵故障。其中液压泵损坏、装配不当会造成机器相应的几个动作全部丧失，液压泵磨损会使得此组动作缓慢无力。

        不管其故障形式如何，只要根据本文中的分析方法，确定了大致故障点后进一步进行检查、拆卸，终能发现问题所在。同样，对有怀疑的液压泵也可用换位对比法，调换泵出口管路，从而改变子系统的工作泵，视其子系统的故障是否改变。改变，则为液压泵故障，否则故障不在液压泵。

        例如有一台加藤 H DS 00—Vll型挖掘机，回转时整机振动，与之同组的动臂、斗杆动作时，也感觉有些不顺畅，但不是很明显。同组的履带在行走时与另一侧履带相比较慢。在排除主溢流阀故障后，调换两液压泵出油管，两组子系统故障现象也随之改变，则故障在液压泵。解体液压泵，发现液压泵缸体与配流盘接触的弧形面上有几处金属剥落形成的缺口，正是这些缺口造成压力脉冲现象，产生以上故障，维修后故障消失。

  （3）故障子系统液压泵调节机构故障。液压泵调节机构发生故障的表现为：机器工作时，液压泵工况不能随工作装置工况的改变而改变。

     例如有一台加藤HD770一I型挖掘机，冷机时一切正常，工作一段时间温度升高后却发现回转、斗杆和一边履带（与回转同一液压泵）动作同时变慢，停机冷却后又一切正常。后来检查泵流量调节柱塞，发现柱塞卡孔不能自由移动，这样在工作装置需要液压泵增大流量时，因调节柱塞卡死，流量不能增大，而表现出动作缓慢。将泵调节机构解体，发现调节柱塞有些磨花，磨光清洗后装回，故障消失。

2．3 单个动作故障

        从液压系统结构上分析，既然是单个动作故障，就可排除多个动作公共部分故障的可能性，这样可能的故障点就在该动作的操纵控制部分与执行元件之间。具体包括此动作的操作手柄及先导阀、先导油路、操纵阀芯与阀体（通常阀体出现故障的可能性很小），分路过载阀，执行元件和其它相关部分。其中先导油路、分路过载问和部分操纵阀故障可用前文所述的换位对比法加以判明。换位对比法的本质是：将有故障和无故障的功能相同或相近的元件进行位置互换后，故障位置是否会改变，而确定故障点。

下面举例就单个动作故障现象及原因进行分析。

（l）动作缓慢无力或完全没有动作（包括来回动作中一个方向的动作故障）。根据故障检查先易后难的原则，先检查先导油路、分路过载阀；如果仍正常，检查操纵阀，看相应的阀芯是否卡死；如果仍正常，则应检查执行元件和与之相关的其它部分。

     如一台 PC3 00一血型挖掘机，在工作中转盘回转时突然不能停止，等停下来后就不能再转动，而机器的其它动作全部正常。由于是两个方向都不能转动，马达的溢流阀、补油阀故障可排除；检查回油滤网，没有发现异常，估计马达本身应无问题；启动后操作回转，听发动机的声音有负荷感觉，用手触摸回转马达的油管，明显感到有压力油进人马达，由此推断操作手柄、先导油路、操纵阀工作均正常；这样，回转减速箱成了主要怀疑对象。假如工作中回转减速系统因元件损坏等造成传动突然中断，那么回转马达与转盘的联系中断，转盘转动起来后，当马达停止时，制动不了转盘，转盘在惯性的作用下继续转动Z当转盘停止后，再操作口转动作时，即使马达工作正常，而动力不能传递至转盘，机器不能回转。根据此假设分析，将马达总成拆下，发现回转马达输出轴与花键套相配合的内齿损坏，不能啮合，回转马达与口转减速箱的动力联系中断，因而出现前述的故障现象。

（2）动作错乱

        挖掘机有时无需操纵而自己出现一些动作，这种现象的本质是：在工作回路本应关闭时却有压力油进人到执行元件使之动作。可能的故障点有：与故障动作有关的操纵杆及先导阀（机械式操纵的机器应为拉杆）、操纵阀阀芯及问体。具体检查方法为：堵住相应的到操纵阀的先导油管后试机，假如故障消失，说明故障在操纵杆及先导阀部分Z否则应检查阀芯是否卡死、过度摩磨损或装配错误等；若阀芯正常，应继续检查与阀芯配合的阀体和其它元件（如油封）等是否损坏。

         有一台 PC3 00— I型挖掘机，每次在 工作一段时间后，左边履带会自动行走，长时间停机后再起动，故障消失，再工作一段时间后又重复出现前述现象。此种机型为机械拉杆式操纵，将操纵左边履带的拉杆拆掉，故障不消失。检查发现阀芯已不在中位，拆开阀芯另一端的密封盖，阀芯回到中位，故障消失。后经仔细检查发现问芯座孔中有一条油封，阀芯从这条油封中穿过，油封在阀体与阀芯之间起密封作用，由于这条油封老化，密封作用减弱，使得阀体中的压力油能慢慢沿着阀芯座孔流至阀芯有密封盖的一端，当密封盖内的油压达到一定程度时，就将阀芯推向靠近拉杆的一端，阀芯离开中位，使履带行走。更换油封后故障消失。

         液压挖掘机的故障形式非常之多，不能在此一一述及，关键是善于总结。如能掌握有效的故障分析方法，结合液压挖掘机的结构特点，对故障进行分类处理。那么在故障的判断处理中就可收到事半功倍的效果。

 

 

摘　要：液压系统是挖掘机最重要的系统之一，也是最容易出现故障的系统之一，本文以PC200-5型挖掘机的液压系统为例，讲述了液压系统工作原理及故障的诊断和排除方法，以对挖掘机及其他含有液压传动装置的设备的检修起到一定的指导作用。

　　关键词：挖掘机　液压　故障　诊断　排除

　　挖掘机上应用液压传动的系统主要有先导控制液压系统、回转液压系统、行走液压系统、工作装置液压系统等，它具有结构紧凑、动作灵活、运行平稳、操作方便等优点，液压系统是以液压油作为传递动力的介质，会因为内部元器件磨损后产生泄漏，同时伴随着出现过热，工作无力等故障。液压传动故障的出现具有突发性、隐蔽性，而且涉及的元器件比较多，给故障诊断和排除带来一定的困难，因此在维修液压系统时，必须弄懂其工作原理和正确分析故障原因的基础上才能保证维修的质量。本文以PC200-5型挖掘机经常出现的故障为例，介绍液压传动的工作原理，分析其常见故障现象的诊断和排除方法。

1 PC200-5型挖掘机液压系统的工作原理
　　PC200-5型挖掘机液压系统是由一些基本回路和辅助回路组成，它们包括工作回路、限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流调速和节流限速回路、行走限速回路和先导阀控制回路等。其元器件主要由工作泵、补油泵、先导控制阀、分配阀、安全阀、大臂油缸、小臂油缸、铲斗油缸、油箱及相关管路等组成。
　　PC200-5型挖掘机液压系统在工作过程中，液压油自油箱底部通过滤油器被工作泵吸入，从油泵输出具有一定压力的液压油进入一组并联的分配阀。通过手柄—→先导阀—→工作阀组来实现相应的动作，系统通过总油路上的总安全阀限定整个系统的总压力，各组工作油路的安全阀分别对相应油路起过载保护和补油作用。

2 PC200-5型挖掘机液压系统故障诊断与排除
　　PC200-5型挖掘机，液压系统的调定压力为30MPa，小于该压力则为系统压力偏低。液压系统的故障主要表现在两个方面：大臂举升缓慢无力；回转缓慢无力。引起两个故障的主要原因是工作油压偏低，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。以下是对液压系统不同故障现象的诊断和排除方法。
2.1 大臂举升缓慢无力，而其它动作正常
2.1.1 故障诊断
　　在液压系统中，如只是动臂举升缓慢无力，而转斗翻转正常。从工作原理图不难看出：其它工作正常，这说明工作泵、总安全阀是正常工作的，他们所提供给整个系统的压力足够，同时也说明泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质没问题。此时只需检查大臂滑阀、大臂油缸、大臂部分的油管、及其密封件了。
　　（1）检查油路堵塞情况
　　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，把油道清洗干净并用压缩空气吹通吹干。
　　（2）检查油路泄漏情况
　　液压系统的泄漏一般都是在使用一段时间后产生。从表面现象看，多为密封件失效、损坏、挤出或密封表面被拉伤等造成。主要原因有：油液污染、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。泄漏分为内泄漏和外泄漏，通常故障主要由于内泄漏引起。
　　（3）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泄漏情况。
　　（4）对大臂油缸的检查
　　当大臂油缸活塞收到底后，拆下无杆腔油管，使大臂油缸有杆腔继续充油。若无杆腔油管口有大量工作油泄出，说明液压缸发生内漏；也可以使铲斗装满载荷，举升到极限位置，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，将大臂操纵杆置于上升位置，如果这时大臂下沉速度明显加快，也说明内漏发生在液压缸；如果下沉速度变化不明显，则内漏原因出在大臂滑阀。
　　（5）对大臂滑阀的检查
　　大臂滑阀的泄漏主要是因为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。
2.1.2 排除方法
　　如油缸内泄漏测试结果超过规定值，应予以拆开作进一步检查，如密封圈损坏则更换，如缸壁拉伤严重则更换；如动臂阀磨损严重则更换。
2.2 大臂工作正常；小臂（铲斗）工作缓慢无力
2.2.1 故障诊断
　　在液压系统中，如大臂工作正常；小臂（铲斗）工作缓慢无力。从工作原理图不难看出：大臂举升正常，这说明工作泵、总安全阀是正常工作的，同时也说明泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质没问题。此时只需注意检查小臂（铲斗）工作滑阀、安全阀、及其密封件。
2.2.2 排除方法
　　液压传动故障诊断与排除方法大同小异，同样小臂（铲斗）部分与大臂部分的故障处理方法也基本相同，因此对于处理小臂（铲斗）工作部分的故障可参照2.1故障现象的处理方法进行操作。
2.3 大臂举升缓慢无力；回转缓慢无力
2.3.1 故障诊断
　　在工作装置液压系统中，大臂和回转工作都不正常，引起这一原因比较多，它可能包含了前面故障现象外，还与总安全阀、液压泵、滤油器、液压油、分配阀进回油路故障有关。由于涉及点比较多，我们可从由易到难、从关键点开始检查起。我们先检查最直观的点，检查油箱油量足不足，检查液压油的清洁度、颜色、粘度、稠度和气味。液压油从高压侧流向低压侧而没有作机械功时，液压系统内就会产生热。液压油温度过高，会使密封件变质和油液氧化至失效，会引起腐蚀和形成沉积物，以至堵塞阻尼孔和加速阀的磨损，过高的温度将使阀、泵卡死。有问题先排除，接着检查几个关键部位。从几率上来讲，大臂滑阀和回转滑阀同时损坏，大臂油缸和回转油缸同时发生内泄漏的可能性比较少。因此我们首先进行系统压力的检测。系统压力的检测：在测压点装上40MPa量程的压力表，发动机在额定转速下，将大臂提升到最高位置，此时表显示最高压力，此时读数应为27～28MPa。
2.3.2 排除方法
　　如果系统压力偏低，应主要从以下几个方面分析和排除：
　　（1）分配阀有内漏：分配阀内泄漏主要原因有：总安全阀的主阀芯被卡死，阀杆与阀体的配合间隙太大，调压弹簧损坏，阀内密封件损坏或阀体有砂眼等。拆检总安全阀的锥阀是否被卡住；检查阀杆和阀体的配合间隙，正常的配合间隙应在0.005～0.025mm之间，修理极限为0.04mm；检查主阀芯于主阀套配合间隙，正常配合标准间隙为0.010～0.018mm，修理极限为0.03mm。检查压力弹簧及阀内密封件是否有损坏。
　　（2）工作泵内漏：泵内漏表现为：工作时噪声大、发动机转速越高，则噪声越大；在滤油器中可见到大量铜屑。应拆检泵，如有损坏，应修复或更换。
　　（3）在检查并处理好在系统总的压力问题后，如仍工作不正常则可按2.1、2.2条分别对动臂部分和转斗部分排除。
　　（4） 若以上检查都正常时， 则测量相应工作油路的压力，用压力表测得，当处于“回转”“大臂提升”两种工作状态时，其工作油路的压力仅为10MPa，先导控制系统油压仅为0.5MPa，（正常值为2.8MPa）。而处于其它工作状态的工作油压、先导控制系统油压符合正常值，后对液压的工作原理图进行仔细分析，发现回转控制优先的先导油路与大臂控制优先的先导油路与左行走控制阀、直线行走阀的油路可相通，因此初步判断可能由于“左行走控制阀”中有高压油作用于“直线行梭走阀”，至使“直线行走梭阀”的阀蕊不在中位，“回转”和“大臂提升、下降”的先导控制油路通过 “梭阀”、“直线行走阀”后被旁通泄压，后轻微操作“左行走”操作手柄时，“回转”和“大臂提升”两者动作有所加快，因此判断“左行走控制阀”的端部“弹簧和油封”损坏，经拆卸“左行走控制阀”发现油封、弹簧已明显损坏，更换新弹簧及油封后，该故障排除。

3 维修挖掘机液压系统注意事项
　　本文只介绍了PC200-5挖掘机液压系统的典型故障及其维修方法，实际上还有其他一些故障，如行走缓慢、管接头经常冲断等等，但无论什么缘故，所有的液压传动问题都可归纳为：压力、流量、方向三大问题。而引起三大问题的原因一般都是泄漏、堵塞、油管接错、调压不对造成的。因此我们在维修液压系统故障时必须注意：
　　(1) 液压元器件一定要清洗干净，油路处理畅通后方可组装。
　　(2) 不要使用不干净的液压油，不用劣质的密封件。
　　(3) 一定要正确组装元件，如“Y”型圈开口不能装反，油管不能接错。
　　(4) 对工作泵排量及安全阀的调整在未弄清楚之前不要乱动，以免引起调大了冲坏液压元件，调小了工作缓慢、无力或无动作。
　　总之，当液压系统出了故障，不要盲目处理，按照“先易后难、先外后内、先重点后一般”的顺序分析和解决问题，一般先检查外部泄漏情况，检查油量油质，检查堵塞情况，对于元器件内部磨损引起的故障，要先弄懂原理后作针对性的检查，通过对液压系统更加深入的了解和掌握，不断提高技术和工作能力，才能更好的解决好液压设备使用者面临的主要问题，管理好液压系统。当系统出现问题时能找出引起系统故障真正的原因，更多的工作是从平时的日常点检开始，注重设备检查和维修工作的细节，在故障早期就将引起故障的各种因素消除，通过对工作循环不断的改进与提高，从而使预知维修工作能在不断变化的工作环境中更进一步，确保设备发挥更大的效益，实现设备事故为零的目标。

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