CAT挖掘機液壓系統發熱的故障分析

CAT挖掘機液壓系統發熱的故障分析

　　論文摘要：液壓系統發熱是指液壓系統的油溫超出系統規定的溫度較多。如CAT挖掘機正常工況下,液壓系統油溫應在50oC以下,(油泵的溫度較之高5-10oC),如果溫度超出80 oC,,則為液壓系統發熱｡液壓系統發熱會造成操作不靈活、作業不連續、工作無力以及工作壓力降低等故障。現就液壓系統發熱原因及造成的危害和預防措施進行如下簡單的分析和探討。 
　　1挖掘機液壓系統發熱現象的危害：
　　液壓系統的發熱，直接影響挖掘機的正常工作，發熱現象所造成危害，主要有以下幾點：
　　（１）使機械產生熱變形，當液壓閥件的閥芯、閥體材料不同、熱膨脹系數不同時，閥芯、閥體之間因熱膨脹而出現閥芯卡死現象，引起動作失靈、影響液壓系統的傳動精度，導致部件工作質量變差。
　　（２）工作油液溫度升高后，使液壓油的粘度降低，泄漏增加，泵的容積效率和整個系統的效率會顯著降低，操作不靈活。
　　（３）由于油的粘度降低，使工作液體的潤滑性能降低，液壓元件的磨損加快，加速了元件的磨損失效，縮短了元件的使用壽命。
　　（4）液壓系統及元件的密封件在高溫下變質，彈性變性能力降低，使密封性能降低，甚至密封失效，使泄漏增加；
   （5）加劇油液氧化變質，并析出瀝青物質，析出物堵塞阻尼小孔和縫隙式閥口，導致液壓元件失靈或卡死而不能動作、金屬管路伸長而彎典，甚至破裂等。據資料介紹，當油溫超過55攝氏度后溫度每升高9攝氏度，油的使用壽命縮短一半。
　　（6）使油的空氣分離壓降低，油中溶解空氣逸出，產生氣穴，致使液壓系統工作性能降低。
　　液壓系統的發熱按發熱原因可分為兩大類：一類是由于設計的原因造成的發熱；主要是系統設計不合理造成的，如元件間匹配不合理,管路通道過細,彎頭多,彎曲半徑小,油箱容積不夠等因素造成的｡這類問題應在設計階段予以充分考慮,否則將造成挖掘機液壓系統先天不足,制成產品后就難以克服｡另一類是由于液壓元件故障或使用不當的原因，造成的發熱。因此液壓系統的發熱主要從液壓元件故障或使用不當原因分析。
　　2造成挖掘機液壓系統的發熱的原因分析及其排除：
　　（1） 改善挖掘機運動件的潤滑條件，以減少摩擦損失，有利于降低工作負荷、減少發熱。
　　（2）氣候及作業環境溫度高，致使油溫升高。如在炎熱夏季連續工作，加之冷卻效果差或散熱不良，造成機器發熱量大于散熱量，使油溫過高；發動機水溫散熱器溫度高，使油溫升高。 
　　(3)應經常檢查液壓油油面：要隨時觀察油箱內液壓油的油面高度，始終保持液壓油油面高度在正常油位范圍內，從而保證油箱的散熱效果，卡特挖掘機液位的檢測方法：將小臂垂直于地面，鏟斗手背著地，觀察液壓油箱液位觀察玻璃管，冷油時液壓油面在下線和中線之間，熱油時油面應在中線和上線之間。當油箱內液壓油油面低于最低液面時，要及時向油箱內注油。 
 　　(5)及時清潔冷卻器，保證冷卻器的冷卻效果：a1冷卻器內部堵塞或表面污物較多，造成冷卻器安全裝置開啟，冷卻器過流量降低，使散熱流量減少，或冷卻器通風不良，使冷卻器的冷卻傳熱系數降低，冷卻效果降低，或因風扇皮帶松，風扇打滑或散熱器外部有阻擋物造成冷卻風扇量不足;液壓油散熱器內部管道阻塞等。因此，挖掘機在使用中一定要定期檢查，風扇皮帶的漲緊度，疏通 冷卻器，定期對冷卻器表面污物進行清除，保證冷卻器的內部暢通和外部清潔，以保證冷卻器的冷卻效果。
　　（6）. 液壓油牌號選用不當或油質差引起油溫過高：油液粘度過高,引起液流壓力損失過大,轉化為熱能,會引起溫升過高;油液粘度過低,也會引起工作液壓泵及液壓元件內泄漏大,產生熱量;此外,一些劣質油液,粘溫性能差,易乳化和生產氣蝕,折出氣泡等,會在液壓油高壓產生局部高溫并加劇元件的磨損｡因此根據系統的負載及正常工作溫度要求，選擇合適黏度的液壓油。合理選擇液壓油，特別是油液粘度，在條件允許的情況下，盡量采用低一點的粘度以減少粘度摩擦損失
　　（7）.挖掘機長時間超負荷工作、操作不當或長時間行走：連續長時間在高壓大功率下工作，主安全閥或二次過載溢流閥溢流閥頻繁開啟，液壓系統中油路和元件因長時間高壓卸荷而使油液升溫。應根據挖掘機的技術性能和使用說明書中的規定合理使用挖掘機；避免長時間行走，卡特挖掘機說明書中規定連續高速行駛要限定在2小時以內，如果需要連續高速行駛2小時，則應將機器停止10分鐘，這樣在恢復行駛之間就可使系統油液冷卻下來。

　　（8）. 挖掘機在維修時，應提高液壓元件和液壓系統的裝配質量與自身精度，嚴格控制配合件的配合間隙和改善潤滑條件。采用摩擦系數小的密封材料和改進密封結構，盡可能降低液壓缸的啟動力，以降低機械摩擦損失所產生的熱量。
　　（9）.液壓油中含有水和雜質。液壓油污染使馬達、多路換向閥、液壓油缸等液壓元件內部零件或密封件加速磨損導致內泄，從而引起油溫升高，行走、回轉、工作裝置動作遲緩無力。溫度高還會使液壓油惡化、安全閥密封不嚴，造成溢流損失。液壓油長期使用后粘度下降，油液失效，若不及時更換，將會影響系統正常工作，并導致事故。因此應定期換油。根據設備所在場地的環境條件、工作條件和所用油品的換油周期，到期就進行更換，并同時更換液壓油濾芯。　換油時，要注意清潔，防止贓物侵入液壓系統，不可混用和換錯，主要有下列要求：更換的新油或補加的新油必須是本系統所規定使用的油，經過化驗確認其油質已達到規定的性能指標，才能加入。　　換油時要將油箱內部及主要管道內舊油放盡，并把油箱、過濾網、軟管清洗干凈。加油時油液必須經過過濾，對已疲勞損壞的濾網應更換。　　加入的油量要達到油箱的油標位置，加油方法是：先加油至油箱最高油標線，啟動發動機，把油供至系統各管道，再加油至油箱油標線，再開動發動機，這樣多次進行，直至油液保持在油標線內為止。 
   (10).液壓系統工作壓力調整得過高或過低也會引起液壓系統發熱，如系統壓力調節過高，會是液壓泵在超過額定壓力下運行，使泵過載，系統內泄增加，導致油溫升高；反之，如果系統壓力調節過低，會使工作機構在正常負載下，頻繁出現溢流閥開啟卸荷現象，造成系統溢流發熱。應按液壓系統的負載要求，正確計算和調整 安全閥和壓力值，從而保證系統在規定的壓力范圍內工作，使之恰到好處。CAT320C挖掘機液壓系統各壓力閥設定值如下表所列｡
　　測試部位測試條件標準值(Mpa)                  備注
　　機具液壓回路（油溫45oC左右）34.3(+0.8-1.1)
　　行走液壓回路34.3(+0.8-1.1)
　　回轉液壓管路25(+0.8-1.1)
　　先導控制系統4.12(+0.8-1.1)
　　(11).液壓元件磨損，內泄增加，可使油溫升高，系統發熱，挖掘機液壓系統的內泄，包括液壓泵、液壓缸、液壓馬達和液壓閥的內泄，壓力油在泄漏過程中，壓力下降， 溫度升高。如果系統的內泄增加，會引起油溫升高，系統過熱，嚴重時，會使系統壓力下降，泵送無力，泵送排量降低，工作無力，工作效率降低等。因此，要定期 檢查這些元件，定期更換相應的密封元件，及時對已損壞、拉傷的零件進行更換或修理，甚至更換相應的液壓元件，從而避免由于元件泄漏而造成的系統發熱。

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