TY180推土机工作装置液压系统常见故障及诊断

归少雄，马丽英，曹源文

(1.重庆交通大学 应用技术学院，重庆 400074;2.重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆 400074)

TY180推土机工作装置液压系统常见故障及诊断

归少雄1，马丽英2，曹源文2

(1.重庆交通大学 应用技术学院，重庆 400074;2.重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆 400074)

分析了TY180推土机工作装置液压系统的工作原理、组成结构及其典型故障，总结了常见故障的现象及其形成原因，提出了相应的排除措施;运用因果分析法、故障树分析法等故障诊断方法，绘制了推土铲刀不动或上升无力故障的鱼骨图和松土器油缸不动故障的故障树，明确了这2种故障的成因与相应结果之间的逻辑关系。实践证明:运用上述方法能够较快地诊断和排除推土机工作装置液压系统的故障，提高机械工作的可靠性，为工程机械液压传动系统故障检测与维修提供一定的理论依据。

TY180推土机;工作装置液压系统;故障诊断与排除;故障树分析法

推土机是一种短距离的自行式铲土运输机械，主要用来开挖路堑、构筑路堤、回填基坑、铲除障碍、清除积雪、平整场地等，可完成短距离内松散物料的铲运和堆积作业，也可用推土板对自行式铲运机进行顶推助铲作业。推土机配备松土器，可翻松Ⅲ、Ⅳ级以上硬土、软石或凿裂层岩［1］。

推土机的故障多种多样，笔者针对推土机工作装置液压系统常见故障及其形成原因进行分析，同时提出诊断排除方法，以期对推土机的正确使用及维修起到一定的指导作用。

1 推土机工作装置液压系统

TY180推土机工作装置液压系统主要包括推土液压系统和松土液压系统2个部分。要保证推土机正常工作，就必须确保其液压系统特别是工作装置液压系统处于良好状态。

1.1 推土机工作装置

1.1.1 推土工作装置

推土铲是推土机的主要工作装置，由铲刀和推架2部分组成。向前推铲土石方、平整场地或堆积松散物料时宜采用直铲作业;傍山铲土或单侧弃土时应采用斜铲作业;斜坡上铲削土壤或铲挖边沟时则采用侧铲作业。

1.1.2 松土工作装置

松土工作装置简称松土器或裂土器，是履带推土机的一种主要附属工作装置。广泛用于硬土、黏土、页岩、黏结砾石的预松工作，也可凿裂层理发达的岩石，开挖露天矿山，用以代替传统的爆破施工方法［2］，提高施工的安全性，降低了生产成本。

推土机工作时，必须注意以下几点［3］:①提升推土板到所需高度后，应立即将操纵杆放回原位，推土板降落至地面后，注意将操纵杆及时回位，不能猛放推土板;②铲土时，推土板起落要平稳，不可过猛，铲土不可太深，以免负荷过重，导致履带完全滑转，甚至使推土机熄火;③推土时，遇松软土壤，应根据推土路面的情况，将推土板固定在一定位置，遇坚实土壤，液压式推土机的推土板宜呈“悬浮”状态;④将土壤推下陡壁时，推土板在陡壁前1～2 m外处即应停止前进，始终保持陡壁前有一铲刀土壤，待下次卸土时将前次留下的土壤推下陡壁;⑤推土机应停放于平整地面，停机熄火前，推土板应放置于地面。要做到以上事项，必须保证推土机的液压系统尤其是工作装置液压系统的正常工作。

1.2 TY180推土机工作装置液压系统

TY180型履带式推土机工作装置液压系统如图1，主要由齿轮泵3、换向阀7与8、溢流阀4和油缸11与12等液压元件组成。松土器油缸换向阀和推土铲油缸换向阀组成双联滑阀，构成串联回路;控制推土铲、松土器的执行元件分别是2个双作用油缸11、12。为防止因松土器过载而损坏液压元件，在松土器油缸两腔的油路中均设有过载阀9，油压超过规定值时过载阀开启而卸载［4］。

图1 TY180型推土机工作装置液压系统Fig.1 Hydraulic system of TY180 bulldozer working member

换向阀上设有进油单向阀和补油单向阀，进油单向阀的作用是防止油液倒流。当提升推土铲时若发动机突然熄火，油泵则停止供油，此时进油单向阀使油缸锁止，使推土铲维持在已提升的位置上，而不致因重力作用突然落下造成事故;补油单向阀的作用是防止液压系统产生气穴现象，即推土铲下落时因重力作用会使油缸进油腔产生真空，此时补油单向阀工作，油液自油箱进入油缸，从而防止了气穴现象。

操纵推土铲的滑阀7为四位五通阀，通过操纵手柄可以实现推土铲的上升、下降、中位(即油缸封闭)和浮动等4种动作。油缸浮动是为了推土机平整场地作业时，铲刀能随地面的起伏而作上下浮动。松土器油缸通过三位五通阀8的控制，可以实现松土器的上升、下降和中位等3种动作。

油泵的入口处和液压系统的回油路上设有滤油器。为了使回油滤清器堵塞时不影响液压系统正常工作，滤油器并联安全阀6，即滤油器堵塞时回油背压使安全阀打开，使液压系统正常回油。

2 液压系统常见故障诊断及排除方法

2.1 故障树分析法

故障树分析法FTA(Fault Free Analyses)就是利用故障树进行故障诊断的方法，是一种图形演绎方法，形象、直观。它是故障事件在一定条件下的逻辑推理方法，因此它不仅对系统进行一般的可靠性分析，而且可以围绕一个或一些特定的故障状态，进行层层追踪分析;在清晰的故障树图示下，能了解故障事件的内在联系及单元故障与系统故障间的逻辑关系［5］。

首先，确立顶事件。在机械故障诊断中，顶事件本身就是被检测、诊断机械系统级(总体的)故障事件，而在系统的可靠性分析中，顶事件有许多选择余地，选择得当可以使系统内部许多典型故障合乎逻辑地联系起来，便于分析。

其次，建树和建立边界。小概率事件不等同于小部件的故障和小故障事件;故障定义必须明确，避免多义性，以免使故障树逻辑混乱;开始建树时应先考虑主要的、可能性很大的、关键的故障事件，在逐步细化分解的过程中再考虑次要的、不经常发生的、后果不严重的故障事件;强调严密的逻辑性和系统中事件的逻辑关系，条理必须清楚，不可紊乱和相互矛盾。

2.2 工作装置液压系统常见故障［6-8］

2.2.1 推土铲不动或上升无力

操纵杆位于使推土铲升降油缸处于上升位置时，推土铲不动或上升速度显得非常缓慢无力。主要原因及其排除方法如下:

1)溢流阀4出故障或该阀控制压力调整不准确。溢流阀出现故障造成推土铲升降回路工作压力上不去，可根据该阀的结构、工作原理、工作性能予以检测或拆检、重新组装;若溢流阀控制压力过低时，可拧动调压手轮使其控制压力达到约14 MPa左右。

2)补油阀10卡死。应该对阀进行拆卸检查并清除污物，除掉阀芯上的划痕，在阀芯与阀座的结合面上不能存有污物黏附。

3)推土铲油缸12中的密封元件破损，从而使内泄漏量过大导致推土铲不能提升或上升缓慢无力。应将该油缸拆卸，并进行清洗、检查，更换破损的密封圈及其它相关零件。

4)滤油器2堵塞，使泵3吸油不畅或吸入空气，或由于油箱内液面低而吸入空气。应拆洗吸油滤清器，检查油箱内油量必要时加注液压油至液位显示器的指示高度。

5)液压泵3出故障导致不能输出油液或输出的油液流量、压力不够。应对该泵进行检测，如有必要可将其拆检或更换。

6)换向阀7内泄漏量大或者换向操纵杆、换向阀芯不到位。应分别进行检测，必要时予以修理或更换。推土铲不动或上升无力原因分析“鱼骨图”如图2。

图2 推土铲不动或上升无力“鱼骨图”Fig.2 Fish bones chart of shove’s motionless or weakness rising

2.2.2 推土铲自由下落量过大

当推土铲油缸12的操纵杆及换向阀7处于中位时，在自身重力作用下推土铲自行下沉。主要原因及其排除方法如下:

1)油缸12内泄漏量大，致使压力油通过活塞密封圈流向回油腔，从而造成推土铲自由下降。应将推土铲油缸进行拆卸、清洗，必要时更换活塞密封圈及相关元件。

2)换向阀7的内泄漏量大，造成推土铲油缸12的压力缓慢降低，使推土铲自由下落。此时应检测换向阀，必要时进行修理或更换。

2.2.3 推土机操纵杆沉重

当推动或拉动操纵杆时感觉比平时较为费力。主要原因是操纵联杆机构有较为明显的阻滞现象，或是污物、毛刺、划痕等将换向阀7或换向阀8的阀芯卡死。应针对上述现象进行检查或检测，必要时清洗、添注润滑油或修理、更换相关零件。

2.2.4 松土器油缸11不动

虽然松土器油缸11操纵杆及换向阀8处于下降位置，松土器却不动。主要原因及排除方法有以下几点:

1)土质太硬，松土齿难以插入，应预先松土。

2)溢流阀有故障或调节不准，使系统工作压力不够。应根据其结构、工作原理、工作性能予以检测或拆检、重新组装。如果溢流阀控制压力过低时可拧动调压手轮，使其压力升到14 MPa左右。

3)补油单向阀卡死在开启位置。应将该阀拆卸检查并清除污物。

4)松土器油缸的活塞密封元件破损，因内泄漏量过大而造成松土器油缸推力明显减小。此时应拆检松土器油缸并更换活塞密封圈。

5)进油滤清器因污物堵塞，油泵吸油不畅、吸入空气，或因液面低而吸入空气。此时应拆洗吸油滤清器，并加注液压油至规定高度。

6)油泵故障造成无油液输出或输出的油液流量、压力不够。应拆检油泵，或修理，或更换。

7)松土器油缸换向阀8内泄漏量大或换向操纵杆、换向阀芯不到位。应分别予以检测，必要时进行修理或更换。

8)过载阀9调定压力过低或有故障，导致松土器油缸的工作压力达不到要求。应拆检过载阀，或修理、更换零件，并重新将其压力调整为约16 MPa。松土器油缸不动故障树如图3。

图3 松土器油缸不动故障树Fig.3 Fault tree of scarifier cylinder fixed

3 结语

推土机是工程施工中生产历史最久、拥有量多、应用最广泛的一种工程机械，其故障检测与诊断对保证机器正常运转、施工的顺利进行非常重要。笔者主要对TY180推土机工作装置液压系统常见故障如推土铲的自由下落量大、操纵杆沉重、松土器油缸不动的诊断与排除方法进行探讨;对推土铲不动或上升无力故障现象进行因果分析，绘出相应的“鱼骨图”;对松土器油缸不动故障进行FTA分析，建立了故障树。实践证明:运用以上方法能够较快地诊断和排除推土机工作装置液压系统的故障，提高机械工作的可靠性，从而为工程机械液压传动系统故障的检测与维修提供一定的理论依据和现实方法。

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Common Fault Diagnosis and Removal of TY180 Bulldozer Working Member Hydraulic System

GUI Shao-xiong1，MA Li-ying2，CAO Yuan-wen2
(1.Shool of Application Technology，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China;
2.School of Mechatronics and Automotive Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China)

This paper summarized the phenomena and reasons of common faults for TY180 bulldozer working member hydraulic system based on the analyses of its working principle，structure and typical faults.Corresponding measures were put forward to eliminate the faults.By causal analysis and fault tree analysis(FTA)，the fish bones chart of shovel’s motionless or weakness rising and fault tree of scarifier cylinder fixed are given out to explicitly describe the logical relationship between causes and corresponding results of the faults.Practice has proved it is possible to rapidly diagnose and eliminate some faults of bulldozer working member hydraulic system with the proposed methods to improve the machine reliability.It provides certain theoretical basis and practical references for fault detection and maintenance of hydraulic system of construction machinery.

TY180 bulldozer;hydraulic system of working member;fault diagnosis and removal;FTA

U415.51

A

1674-0696(2011)03-0481-04

2011-02-24;

2011-04-11

归少雄(1973-)，男，陕西乾县人，讲师，主要从事工程机械性能及理论、液压传动及控制方面的教学与研究。E-mail:gsx2004@163.com。