搜索
425第15章液压挖掘机故障的诊断与排除15.1PC系列挖掘机故障的诊断与排除日本小松公司在我国售出大量的PC系列挖掘机，其中PC200、PC300、PC400系列挖掘机所占比重较大。这类挖掘机的回转装置结构基本相同。使用中发现由于回转装置工作频繁，受冲击力大，故障发生率相对较高。现就PC系列挖掘机常见故障排除办法介绍如下。15.1.1小松PC300—3型挖掘机回转装置故障的诊断与排除PC300—3机的回转结构是由斜盘柱塞定量马达、行星齿轮减速器、大回转齿圈、回转轴承构成的。在回转马达壳体内装有摩擦片式的停车制动机构，和作业时高压溢流阀的制动机构，这两种制动机构的作用不同。如图15—1所示，回转先导操纵阀l动作时，先导油经过先导操作阀l流向压力开关8和回转主换向阀2，流向压力开关8的先导油，达到1.4MPa时，压力开关动作停车制动电磁阀5通电换向，先导油进入停车制动器4，解除刹车。1.先导操纵阀；2.回转主换向阀；3.回转马达；4.停车制动器；5.停车制动电磁阀；6.溢流阀；7.单向阀；8.压力开关图15—1回转机构液压系统流向回转主换向阀的先导压力油，推动主换向阀向相应方向换向，从主液压泵来的高压油进入回转马达，经行星减速器减速增扭，推动回转盘回转。当需要停车时，先导操纵阀l回中位，这时主换向阀2阀芯的两端在回位弹簧作用下，也回到中位。由于挖掘机的惯性作用，回转盘通过行星减速器带动回转马达3回转，这时液压马达变成液压泵，向原来的回油一侧排油，但因主换向阀的封闭作用，油管内压力不断上升，上升至设定压力28MPa时，溢流阀6开启泄压，油经单向阀7回油箱。同时，回转马达也给行星减速器施加相应的制动力矩，迫使回转盘减速制动。这个过程时间约为1～2s，由于回转盘的惯性继续带动回转马达旋转，迫使原回油一侧的油压交替上升、下降，溢流阀6在这段时间内频繁地开启关闭，通过回转马达持续对回转盘制动直到停止。设定溢流阀对马达有保护作用，为避免因回油侧压力过高损坏回转马达，原进油口的单向阀向马达的另一侧补油，以免马达吸空而导致气蚀损坏马达。先导操作阀1回中位时，停留如超过5s，这时压力开关8延时回路断电，停车制动电磁阀回位，停车制动器在强大的碟型弹簧作用下，压紧摩擦片，使马达刹车，也就是挖掘机不连续回转作业时，停车制动器才动作。一般停车制动器，只是在挖掘机暂时停车，或长时间停车时才动作。作业时，频繁的回转制动，则是由高压溢流阀起制动作用，这点尤其要分清楚。1.故障现象有时挖掘机在作业时，会发生某一侧刹不住车。2.故障诊断与排除从以上液压回路可以看出，这种故障一般发生在相应溢流阀没有关紧或相应的换向阀阀芯拉伤严重。但从实践上看，大部分故障是由于溢流阀设定压力不足而引起的。这可能是溢流阀阀芯因油脏卡住在半开通状态或弹簧折断。有时挖掘作业时发现左右回转速度很慢，液压马达异常发热，这是由于停车制动器没有解除刹车而引起摩擦片间强烈摩擦发热。由于在现场维修困难，特别对维修力量不强的单位426或应急维修时可采取在停车制动电磁阀上装上一个螺丝，直接将电磁阀顶开，让停车制动器处于打开状态，这样挖掘机就可以很快恢复使用。停车时间长时，由于制动器的内漏作用，靠弹簧力又可以使摩擦片锁住马达输出轴。这种办法虽然是应急的，但由于对挖掘机性能基本没有大的影响，可以得到推广使用。15.1.2小松PC200—5型挖掘机斗杆油缸活塞杆不能缩回故障的诊断与排除1.故障现象某单位一台PC200—5型挖掘机在操纵斗杆阀时，出现斗杆缸活塞杆伸出后不能缩回的故障现象，但若联合操纵动臂PPC阀，加之挖掘机本身的重力，斗杆缸活塞杆可以被动压回。该机的其余各机构动作和性能均未见异常。2.故障诊断与排除根据斗杆缸的液压系统原理(见图15—2)，该斗杆缸活塞杆只伸不缩的故障原因有以下方面。1.发动机；2、5.柱塞泵；3、4、8、13、15.溢流阀；6.变量泵；7.油箱；9.PPC阀；1.主控阀；ll.斗杆缸；l2.滑阀；14.单向阀；l6.滑阀图15—2斗杆缸液压系统原理图(1)缸筒及活塞杆损坏，或因活塞密封环磨损超限造成内泄严重拆下斗杆缸(见图15—3)解体后发现，活塞环5完好，说明内泄并不严重。而后，又检查了活塞杆l及缸筒2，发现活塞底部缓冲柱塞l0已松脱，并在活塞杆的运动作用力下撞伤液压缸底部。从解剖后的斗杆缸可知，底部缓冲柱塞松脱是由于锁紧螺母6未能压住螺纹胶粒8，使胶粒在液压油中受浸泡、冲蚀，在油压、油温的长时问作用下日久失效，并从活塞杆小孔中脱出，导致其上的l2粒钢球7部分脱落，缓冲柱塞也因无锁紧而脱出，最终造成缸筒损坏和液压回路出故障，从而出现斗杆缸活塞杆只伸不缩的现象。1.活塞杆；2.缸筒；3.上部缓冲柱塞；4.活塞；5.活塞环；6.锁紧螺母；7.钢球；8.螺纹胶粒；9.底部油管；10.底部缓冲柱塞图15—3斗杆缸结构(2)液压回路堵塞清洗了液压回路，除去了回路中的油垢、泥沙和铁屑等污物，从清洗后的液压油中还找到了已破损的钢球，连续冲洗液压回路5～6次后，当装好回路试机时，故障却仍未被排除。(3)控制油路故障为判断故障是否由控制油路引起的，将控制斗杆油路的控制油管与铲斗或动臂缸的控制油管对调，从对调后的状况就可判断故障是否在控制油路的回路上。经对调试验证实，故障与控制油路无关。(4)主控阀故障从图15—2可知，主控阀10是受控制油路控制的，通过以上分析可以肯定，故障出现在主控阀内。解体主控阀后发现，主控阀内滑阀的阀芯中有一控制斗杆慢动作的滑阀12的阀芯被卡死，需用手锤木柄轻轻敲击或用手掌用力拍击才能抽出，而且此阀芯存在有极轻微的拉伤，从主控阀内还清洗出一部分铁屑。于是，可用0号研磨膏将卡死的阀芯和阀座孔加以对研，并对主控阀进行彻底的清洗。重新装配后，机器故障已彻底排除。15.1.3小松PC200—5型挖掘机回转故障的诊断与排除故障现象l1.故障现象一台小松PC200—5型挖掘机，在施工作业中，回转马达出现以下异常情况：左旋转正常，即回转操纵杆回到中位时马达能立即停下来；右旋转不正常，即回转操纵杆回到中位时427马达须继续回转一个很大的角度后才能停下来。2.故障诊断与排除针对以上情况并结合回转系统的工作原理，经分析后认为，造成此故障的主要原因有如下几个方面(该机回转系统液压原理见图15—4)。⑴主控制阀①由于回转主控制阀3磨损，一些杂质会挤压在阀芯和阀孔之间，使阀芯出现卡滞现象，因而不能及时回复到中位。②回转主控制阀的左旋一侧的控制弹簧失效，造成阀芯不能及时回复中位(检查时，可左、右边弹簧对调)。③回转主控制阀中控制右旋一侧的先导控制油没能及时、完全地流回油箱，因而形成了液压阻力，导致阀芯不能及时准确地回复中位。对此，可认为是由于回转操纵阀7不能准确到位，或退回阀6堵塞，因而造成回油不畅(检查时，可将左、右旋向的先导控制油路对调)。⑵回转液压马达根据回转系统的液压原理，若回转马达工作正常，右旋时，压力油从B1R油路进入回转马达4，然后从A1R油路回油箱。右旋结束时，回转主控制阀回到中位，此时A1R油路和B1R油路已封闭，因而形成了液压阻力，故回转马达即停。根据该机的故障现象，说明A1R油路因有泄漏而形成了开路。形成此状态的原因有：安全阀A1的阀芯被卡滞或调定压力太低，当右旋结束时，A1R油路的液压油经阀A。卸荷流回油箱(检查时，可与阀B1对调)；回转马达存在内泄(因该机左旋正常，说明该机的马达不存在内泄的情况)。虽然可对以上各种故障原因一一进行了查找、排除，但故障现象却依然存在，于是可以怀疑是单向阀A处于开启状态(正常情况下，阀A是不开启的)。将其拆下检查，果然有一些金属小薄片卡在其中，因而形成了开路，清除后故障现象即消失。1、7.回转操纵阀；2、6.慢回阀；3.回转主控制阀；4.回转马达；5.回转马达制动器；A、B.单向阀；A1、B1.安全阀图15—4回转系统液压原理图实际工作中应注意的两个方面①遇到上述的故障现象时，在解决故障的同时，还要检查液压油回油过滤器是否存在金属屑或杂物；如有，则要查明其来源。其中有两处须注意，一是液压泵；液压泵的金属屑可以在液压泵下面的磁铁放油塞中找到，如有，则说明泵已磨损，必要时应拆卸修理。二是液压缸筒；缸筒内壁和活塞杆头部常承受突然变化的冲击压力，故易出现问题。此机的故障就是由于铲斗缸筒内壁拉伤后，其上剥落的金属屑卡在阀A中造成的。总之，若液压系统出现了金属屑或杂物，须找出根源之所在。②一般情况下，由于回转主控制阀的阀芯与阀孔问的配合极其精密，加上又有油润滑，一般不易产生磨损情况，杂物难卡在其中，因而在未确定故障点前，不要随便拆卸阀芯。因为阀芯与阀孔中存有油膜，阀芯不易拔出，此时往往误认为被杂物卡住了，因而采用了强制的方法，这样容易损伤阀芯表面；再则，由于多数情况是在施工现场修理，重新装配时难以保证阀周围环境的清洁，因而易出现杂物卡在其中的现象。故障现象21.故障现象挖掘机在回转作业时，某一侧回转方向上制动失灵。2.故障诊断与排除图15—5为回转系统液压原理图。由图知，故障的表现特征说明制动器、供油油路工作正常，故障原因只能是单侧回转方向上的溢流阀或换向阀存有故障。但换向阀出现这种故障428的可能性较小，原因是，换向阀引起这种故障时一般应为阀芯严重拉伤，导致液压制动时严重泄漏，引起制动失灵。这种故障一般应出现回转工作迟缓、回转无力的症状。实践证明，大多是由于溢流阀阀芯脏、阀芯被卡住或弹簧折断而造成的。1.回转转向阀；2.先导操纵阀；3.压力开关；4.安全阀；5.蓄能器；6.制动电磁阀；7.制动器；8.回转马达；9.溢流阀；l0.单向阀图15—5回转系统液压原理图故障现象31.故障现象回转速度缓慢、回转马达温度异常。2.故障诊断与排除泵油压力、流量不足；溢流阀设定压力偏低；马达泄漏严重；制动未解除。排查时，应首先试机，观察机器在铲掘状态或行驶状态(即不回转)时是否工作有力，若工作正常，说明泵完好；其次，检查压力开关3，将其短接，若回转速度正常，则表明是制动未解除，即压力开关有故障，否则是液压马达或溢流阀有故障，而两个溢流阀同时出现故障的可能性要小于马达泄漏的可能性。根据经验，这类故障大多是压力开关触点损坏所致，使制动不能解除，回转在制动状态下进行；即压力开关触点频繁工作，且通过电流大而造成的。15.1.4小松PC220—5型挖掘机行走跑偏故障的诊断与排除1.故障现象一台PC220—5挖掘机在前进和后退中向左侧方向跑偏，而右侧行走正常。2.故障诊断与排除可引起上述故障的部位有：泵及其控制系统、先导控制阀、行走控制阀、中心回转接头、行走马达和最终传动系统等几部分。根据现场施工条件，采用“排除法”进行排查：将中心回转接头4根出口液压胶管互换，试机时发现跑偏现象从左侧转移到右侧，因此排除了左侧行走马达及最终传动存在问题的可能；将控制阀和中心回转节头之间提供左右行走的4根液压管互换试机，发现跑偏方向也随之改变，因此排除了中心回转接头存在问题的可能；检查左侧行走控制阀，发现其阀杆移动平滑，并且测得先导输出压力为3.4MPa，说明先导压力和控制阀无问题。最后判定，故障存在于泵及其控制系统中。由于机器右侧行走正常，因此可以断定两泵共用的先导泵和TVC阀工作正常。对NC阀的输出压力进行检测。在NC阀出口处接一个量程为6MPa的压力表。利用挖掘机的工作装置将左侧履带撑起，在履带自由转动条件下测得NC阀输出压力为0.4MPa。操作杆在空挡(履带不转动)时为0.28MPa，而NC阀正常输出压力空挡时最大应为0.3MPa，履带自由转动时最小应为l.4MPa。可见，是NC阀输出压力不正常。NC阀由传感器喷嘴压差推动，当控制杆在空挡时压差最大，当控制杆满行程时压差最小，因此首先应检查此压差是否正确。操纵杆在空挡时测得压差为l.6MPa，属正常，而操纵杆在满行程时压差为0.62MPa，超过正常值(正常值为0.2MPa)，说明故障存在于传感器喷嘴量孔或传感器卸载阀的限定压力上。更换传感器喷嘴的卸载阀后试机，故障消失，机器工作恢复正常。故障原因分析：NC阀的输出压力由喷嘴压力