工程机械液压传动系统故障分析及维护

李华南

工程机械液压传动系统故障分析及维护

李华南

（漳州市公路局华安分局，福建 华安 363800）

现代工程机械广泛采用液压、液力技术，对加强液压系统维护保养提出了更高要求。归纳了液压传动系统常见故障及排除措施，总结了液压传动系统故障诊断方法，从故障成因出发，提出液压系统维护与保养方法。

工程机械；液压传动系统；故障；分析；维护

现代工程机械广泛采用液压、液力技术，特别是大型设备采用机电液组合，成了现代工程机械自动化程度、精度的重要标志。及时排除液压、液力系统故障对提高设备完好率、利用率和保证工程质量有重大意义。本文从机护人员的工作实际出发，总结归纳液压系统维护与保养方法。

1 液压传动系统组成

它由五部分组成，包含液压泵为主的动力装置、执行元件（如液压缸与液压马达）、控制元件（各类阀）、辅助元件（如蓄能器、过滤器、管路、管头、油箱等）及介质（如液压油）等五部分。

2 液压传动系统故障诊断

液压系统发生故障时，一般会有不正常的征兆，液压系统故障的常见征兆为：

（1）发出不正常的响声，例如溢流阀、液压马达、泵等部位发出不正常的声音。

（2）出现执行元件作业速度下降及无力现象。

（3）出现油箱液位下降及无力现象。

（4）液压元件外部表面出现工作液渗漏现象。

（5）油温过高。

（6）管路损伤、松动及振动。

（7）有焦糊气味等。

3 液压故障诊断的一般步骤

工程液压系统诊断要从故障现象出发，逐步判断出故障点。整个过程首先要用看、听、摸、问四个手段来判断故障大体方向，如果判断失误，我们的检查工作将要多走弯路，因此开始时就应非常仔细；其次，我们不要遗漏检查对故障有重大影响的元件。而且在分析故障时一定要把机械、电控、液压这三个方面联系起来考虑。具体步骤可以分为：前期准备工作、分析与判断、调试、拆卸与检查、设法处理、重试、效果测评、故障原因分析与总结。只有这样，才能准确、快速地排除液压系统故障。具体步骤如下：

（1）检查液压设备运转异常情况。主要表现为工程机械设备不能运动，或者运动方向错误，顺序颠三倒四，速度忽大忽小、油液有泄漏现象、液力或大或小、爬行、温度上升太快等。总的归纳起来有油液流量、压力大小和运动方向问题。

（2）检查液压回路，并检查每个元件。

（3）找到和机械故障相关的元件，建立元件列表，然后一一分析检查。

（4）根据元件列表，凭借自己工作经验，按从易到难进行排序。在必要的情况下，列出重点应检查的元件及应检查元件的重点部位。

（5）对元件列表中的重要部分初步检查。同时积极思考：一、元件的安装与使用正确么？二、机械元件的测量仪器与检测方式恰当么？三、元件的外部信号合适么？在这个过程中，要尽力捕捉元件故障的具体表征，抓住噪声较大、温度太高、液油泄漏和异常振动等现象。

（6）在以上方法还不能找到故障时，只好采用相关测量仪进行进一步检测。

（7）找到造成机械故障的“元凶”——问题元件，偿试一些维修办法，如果不能修复则换上新元件。

（8）要重启主机时，一定要仔细思考导致本次故障的主要原因及可能导致的后果。当产生的故障是因为污染或者油温太高时，就要考虑到其他部件也可能会有问题，然后相应采取一些预防办法。

4 检测工程机械液压故障的办法

4.1 工程机械液压图分析法

学会辨识、使用工程机械液压技术图是工程技术员从事液压系统维修工作的基本要求，同时也是找出液压系统故障的重要途径。在分析工程机械液压系统问题的过程中，一方面要读懂该工程图，另一方面要牢牢把所握工程机械产生动力部分与落实工程机械行动的元件，第三方面要把握控制元件和输油管路等部分。

4.2 断路诊断排查法

指人为地把液压系统的一些油路断开，用夹子或塞子堵住液压油路的办法，来查找液压系统油路故障的方法，它是一种快速缩小故障范围的有效方法。

4.3 石川图分析法

又叫鱼骨图分析法或因果图分析法。由于一些液压故障常常是由许多因素共同作用造成的，这些因素按其相关性可以整理成层次分明、形状如鱼骨的图形，它有助于分析各因素之间彼此影响的关系，是一种透过现象看本质的分析方法。在编制这种图形时，一定要分清什么是主因，什么是次因，同时可以参考他人的经验和有关材料。

4.4 铁谱技术分析法

铁谱技术是20世纪70年代发明的一种新的机械磨损测试方法，就是借助磁性把铁质磨粒从油样中分离出来，然后进行定性及定量分析的方法。它能从液压油中将微粒分离出来，并按照微粒的大小排列在基片上，既能读出大小微粒的相对浓度，也能对微粒的物理性能作出进一步分析。液压油铁谱分析能提供磨损残渣的数量、粒度、形态和成分四种参数，通过研究即可掌握有关的磨损情况。例如，通过该技术，我们对ZL50装载机变矩器的液力油进行检测，就能确定变矩器内部的磨损程度，从而防止变矩器较大故障发生。

4.5 分区检测和综合检测法

分区检测法就是从当前故障表象或外部特征入手，通过适当分区后逐一检测，从而找出导致故障的主要因素，然后有针对性地采取措施的办法，它主要是通过各个击破的办法达到目的。综合检测法是根据多因素造成系统故障的特点，对整个系统进行多侧面、多角度检测的办法。工程机械液压故障往往不是单一因素造成的，因此我们要综合考虑，采用全面检测法进行分析，更快地找到问题产生的根源，然后快速解决问题。

除了以上基层分析方法外，也可以结合故障现象和故障原因来分析液压故障，或利用设备的自诊断方法查找液压故障。

5 液压故障诊断方法

一般可以采用简易诊断法和精密诊断法。

简易诊断法又称主观诊断法。它是通过人的触觉、味觉、视觉、听觉和嗅觉等各种感觉，以及实际工作经验，用简单的仪器诊断液压系统出现的故障，以此判断产生故障的部位和原因。例如诊断GJT112新型轮胎式推土机液压系统故障，可以通过肉眼观察执行元件运行速度是否有异常、各测压点的压力值是否有波动、油量是否足够、油液表面有无泡沫、有无漏油、活塞杆是否会跳动或振动等现象来加以直观诊断；可以用耳朵辨别液压泵运行时噪声会不会太大、活塞运动时会不会撞到液压缸的底部和盖子、液压泵及马达运转会不会发出敲击声等进行判断；也可以通过用手触摸液压马达外壳、阀体表面和油箱外壁, 如果摸了２秒钟感到烫手，就可以判断可能出现某一故障，要尽快查找原因。

精密诊断法，即客观诊断法。它是以简易诊断法为基础，采用各种最先进的仪器设备或电子计算机系统等手段，对有疑问的异常现象进行定量分析，逐步找出故障的部位，分析产生故障的原因。根据检查技术手段、方式的不同，它可以分为仪器仪表检查法、振动声学析法、油液分析法、超声检测法、计算机诊断专家系统等。

由于精密诊断技术所需的各种仪器和设备精度高，造价高，要花费大量的人力物力，因此在机械设备液压系统故障的实际诊断中，通常采用传统简易诊断手段，只有在必要时才采用精密诊断法，因而呈现出两种方法并行的情况。

6 液压故障诊断的工作内容

6.1 判定故障的性质与严重程度

根据工作现场运行情况来判断是否是速度问题、压力问题、动作问题或其他；把存在的问题按严重程度分成工作正常、微小故障、一般故障与严重故障。

6.2 查找失效元件及失效位置

根据机械故障症状及相关信息，找出产生故障的部位，然后进一步排除。

6.3 查找引起故障的初始原因

通过查找引起故障的初始因，比如液压件可靠性低，或者液压油污染，还有环境因素等，经过多方思考从而明确最初导致故障的因素。

6.4 故障产生的机理分析

对产生故障的机理进行分析，尤其对易发生故障的油管系统进行深入分析与探讨，以便进行修复，并尽量避免以后故障的发生。

6.5 预测故障发展趋向

察看系统磨损程度，结合其磨损速度，再加上人们长期实践总结的有关元件使用寿命长短的知识，则可以预测液压系统以后发生状况的可能情况。

7 XGZL50型装载机的液压故障案例分析

XGZL50型装载机是全液压装载机。其转向、工作、无级变速装置均采用液压、液力装置。

7.1 转向沉重或不能转向

XGZL50型装载机的转向装置由单独齿轮泵、转向器、液压油缸、油管、控制阀等组成。

故障分析：1）油泵出油压力不足，油液量不足、油泵磨损导致内漏。2）过滤器堵塞。3）流量控制阀失控，流量过小。4）转向器磨损或单向阀堵塞、失效。5）转向油缸漏油严重。

排除方法：

1）检查系统有无外漏油现象。漏油将降低系统压力，导致转向沉重，严重时不能转向。解决关键是处理外漏。2）检查系统有无堵塞现象。系统油路堵塞导致压力不够，也会产生该现象，处理办法是清洗系统元件。3）转向油缸内漏或控制阀磨损。更换缸内油封或更换控制阀，并调整压力达到规定值。4）油泵磨损或损坏。油泵使用10 000小时后，要拆检。磨损达到一定程度，要考虑更换油泵。

7.2 工作装置行动无力或缓慢

XGZL50型装载机工作装置主要由CBE齿轮泵、工作油缸、安全阀、流量转换阀、

多路换向阀、主液压泵、总安全阀、管路等组成。

故障分析：1）油泵磨损导致内漏，工作压力不够。2）工作油缸内漏，导致无力。3）流量转换阀、多路换向阀、安全阀磨损严重，间隙大。4）滤油器、油路有堵塞现象。

排除方法：

1）检查油液量，油量不足就加油；氧化严重则更换液压油。2）清洗转换阀、换向阀、滤油器，并检查转换阀、换向阀的间隙，间隙不能大于0.04mm，调整安全阀。3）上述检查无效，则要检查齿轮泵是否内漏，如果油泵使用已磨损须更换。4）然后，检查工作油缸，举升无力检查动臂油缸，收斗无力检查铲斗油缸。

7.3 行驶无力

该机采用无级变速装置，主要由变矩器、操作阀、液流阀等元件组成。

故障分析：

1）液力油不足，油质过分氧化。2）变矩器磨损严重。

排除方法：

1）检查变矩器的液力油，油量过少将产生温升、异响、无力。油质使用氧化后要及时更换，一般2400小时更换一次。2）取液力油分析，当发现液力油变蚀，且有铝质粉末，说明变矩器已经损坏，此时要拆检变矩器，更换配件。

8 液压系统的维护与保养

液压系统是工程机械中最重要的组成部分，只有液压系统正常工作，工程机械才能很好地发挥功效，因此液压系统的维护与保养非常重要。那么，如何才能维护好、保养好液压系统呢？

8.1 正确选用液压油

根据使用说明书和当地气候条件选用合适的液压油，是保障液压系统正常运转的前题。液压油有特别的物理性能和化学性能，因此使用液压油要非常注意：

（1）加油时一定要保持加油口及相关工具干净，并用120mm滤网过滤，确保液压油干净注入。如果混入杂质会加剧油泵、马达等元件的磨损或堵塞。

（2）添加时一定要使用相同品种的液压油，因为各种液压油化学性能不同，参杂在一起将改变其化学性能，影响液压油品质。

（3）注意避免渗入水份。渗入水份将改变液压油的压缩性和润滑性。

（4）定期检查油质，液压油在使用一定时间后，会有氧化、水份超标、杂质过多等现象。后两者可通过加热和过滤处理，否则考虑更换液压油。

（5）在拆卸工程液压系统各个部件（如油道等）时，一定要避开扬尘环境，拆卸的部位一定要先进行彻底清洁；拆卸完后，各油道接头处要强化保护，避免污染液压油。

8.2 液压系统使用注意事项及维护保养

由于油泵和马达等都属于高精密度的配件，强化液压系统的维护和保养，可延长系统和元件的使用寿命，同时对保证设备的安全运行有着极为重要的意义。

（1）启动前观察油箱油面高度，不足则加注相同品质的液压油。

（2）启动3～5分钟，待油温40℃以上再进行操作。

（3）工作时观察液压油的温度和压力是否有变化，是否有漏油现象，是否有异常响声。

（4）加强日常维护，及时清理滤网。

（5）实行定期保养，包括液压系统的清洗。

9 结束语

总而言之，我们要规范液压设备的操作和维护，当液压系统产生故障时，不要盲目处理，一定要根据不同情况选择恰当的处理方法。只要我们正确地维护好液压系统，液压设备将为施工提供更可靠的保障，我们也将获得更大的经济效益和社会效益。

[1] 孙永利.工程机械液压系统的故障分析与保养对策[J].黑龙江交通科技，2009（9）：136-138.

[2] 梁栋,张劲.液压故障诊断技术及应用实例[J].农业装备与车辆工程，2010（2）：47-51．

The Analysis and Maintenance of Hydraulic Transmission System of Engineering Machinery

LI Hua-nan

(Hua’an Sub-Bureau of Zhangzhou Highway Bureau, Hua’an,363800,China)

The extensive use of hydraulic pressure technology in modern engineering machinery raises higher requirement on the maintenance of hydraulic transmission system. This paper summarizes the common malfunctions and the methods to diagnose the malfunctions of hydraulic transmission system. Based on the causes of malfunctions, this paper makes recommendations on the maintenance measures of the hydraulic transmission system.

Engineering Machinery;Hydraulic Transmission System;malfunction;analysis;maintenance

2013－03－05

李华南（1964－），男，福建华安人，工程师，主要从事筑路工程机械管理与维护工作。

U455.3

A

1673-1417（2013）02-0015-05