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1、工程机械液压故障诊断与维修【摘要】本文主要阐述了工程机械的液压系统的故障诊断的方法和步骤。归纳出了液压系统常见的故障的征兆，重点介绍了应用观察诊断法和仪器检测诊断法如何诊断液压系统的故障。分析了液压元件常见故障及排除方法。列举了ZL50型轮式装载机，讲述了该型装载机的液压系统以及常见故障诊断及维修，还介绍了液压系统漏油的防治。文章最后介绍了液压系统故障诊断的发展趋势。关键词：工程机械 液压故障 诊断方法 诊断步骤 故障排除 诊断趋势Abstract: This article mainly elaborated the hydraulic systems of engineering mach
2、inery fault diagnosis of a basic conditions, and analyses the basic method. Sums up the hydraulic system of common fault characteristic, analyzed the hydraulic components common faults and eliminating methods. Secondly respectively introduces application observation diagnostics and instrument diagno
3、stics how to diagnose the fault hydraulic system. In this observation diagnostics, enumerated ZL50 type wheel loader, tells the loader hydraulicsystem and fault diagnosis example, at last, the paper introduces the hydraulic system leakage prevention, therein mainly introduced the correct installatio
4、n pipe, prevent oil temperature is exorbitant, avoid oil pollution and correct selection and assembling the seal. Key words: Engineering plant Hydraulic failure Diagnosis method Diagnostic step troubleshooting The development trend目 录1 液压技术简介11.1 液压技术的发展11.2 液压系统的组成12 工程机械液压系统故障诊断技术22.1 工程机械液压系统故障概述
5、22.2 液压故障的征兆32.3 工程机械液压系统故障的诊断方法32.3.1 观察诊断法32.3.2 逻辑分析法42.3.3 仪器检测法52.3.4 计算机辅助诊断法62.4 液压系统故障诊断与维修的步骤73 工程机械液压系统故障诊断与故障维修73.1 液压系统常见故障的特征73.2 液压油常见的故障及排除方法83.3 液压元件常见的故障及排除方法83.3.1 液压泵常见的故障及排除方法93.3.2 阀常见的故障及排除方法103.3.4 液压缸常见故障及排除方法114 工程机械液压系统故障诊断与故障维修实例114.1 ZL50型轮式装载机液压系统分析114.2 装载机液压系统常见故障问题与维修
6、方法154.2.1 工作装置常见问题与维修方法154.2.2 转向装置常见问题与维修方法174.2.3 液压系统漏油的防治195 液压系统故障诊断的发展趋势21结束语24谢词25参考文献261 液压技术简介1.1 液压技术的发展 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间，才开始进入正规的工业生产阶段。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。液压传动有许多
7、突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。1.2 液压系统的组成一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力
8、元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀（安全阀）、减压阀、顺序阀等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助
9、元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。2 工程机械液压系统故障诊断技术工程机械主要是指为建筑、公路、铁路、电力、水利、矿山、国防和航空口岸等建设施工机械化服务的。主要包括挖掘机械、铲土机械、起重机械、压实机械、桩工机械、路面机械、水泥混凝土机械、凿岩机械、风动工具等几大类机种。液压传动所具有的一系列优点，可以大幅度地提高工程机械的性能和自动化程度，因此不仅工程机械上的工作装置采用液压传动，而且许多工程机械上的行走装置也采用液压传动而成为全液压式的工程机械，如全液压单斗挖掘机、稳定土拌
10、和机、振动压路机、摊铺机等。液压传动系统或液压控制设备在工程机械领域应用广泛，当前很多机电产品是机械、液压、电子电气一体化产品，因此液压系统的故障诊断与维护的作用尤为重要。2.1 工程机械液压系统故障概述液压系统故障诊断技术是一门了解和掌握液压系统运行过程中的状态，进而确定局部或全体是否正常，以便发现故障，查明原因的技术。液压系统故障是液压元件或系统丧失规定功能的一种现象，也可称为失效。工程机械是由机械、液压、电气及仪表等组成的统一体，分析系统的故障之前必须弄清楚整个液压系统的传动原理、结构特点，然后根据故障现象进行分析、判断，确定区域、部位、以至于某个元件。液压系统的工作总是由压力、流量、液
11、流方向来实现的，可按照这些特征找出故障的原因并及时给予排除。造成故障的主要原因一般不外有三种情况：一是设计不完善或不合理；二是操作安装有误，使零件、部件运转不正常；三是使用、维护、保养不当。前一种故障必须充分分析研究后进行改装、完善，后两种故障可以用修理及调整的方法解决。掌握液压传动的基本知识，是诊断液压系统故障的前提条件。只有懂得工作原理才能对液压故障做出正确判断。否则，排除故障就带有一定的盲目性。对液压系统共性故障的掌握，能缩小诊断范围，快速切入问题的要害。常见液压系统共性故障有七个方面：(1)液压冲击造成的故障。(2)气穴与气蚀故障。(3)液压卡紧故障。(4)温度升高的故障。(5)执行元
12、件爬行故障。(6)液压系统振动和噪声故障。(7)液压系统泄漏故障。2.2 液压故障的征兆一般情况下，任何故障在演变为大故障之前都会伴有种种不正常的征兆，液压系统的故障的常见征兆为：(1)出现不正常的声音。例如泵、液压马达、溢流阀等部位的声音不正常。(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，油液变质。(4)液压元件外部表面出现工作液身渗漏现象。(5)出现油温过高现象。(6)出现管路损伤，松动及振动。(7)出现焦煳气味等。2.3 工程机械液压系统故障的诊断方法工程机械液压系统故障诊断的最基本方法有观察法、逻辑分析法及仪器检测法等几类不同的方法。观察法和逻辑分析法属于定性分析
13、法，而仪器检测法具有定量分析的性质。液压系统中，各液压元件在密闭的油路中工作，管路内油液的流动状态和元件内部零件的动作情况看不见，摸不着；因此，液压系统的故障诊断比一般机械、电气设备的故障诊断更为困难。同时，液压系统的故障表现形式各种各样，规律不一。因此论断与排除这些故障，不仅要有专业理论知识，掌握各种液压元件、液压基本回路的功能、构造、原理；同时，还要有丰富的设计、制造、安装、使用、维护、保养方面的实践经验。2.3.1 观察诊断法观察诊断法，也称为液压故障逆向分析方法。是指从液压系统发生故障后的故障表征出发，按照液压功能的有关联系，分析发生液压故障的各种影响因素的分析方法。简单地说，就是从液
14、压故障的结果向原因进行分析的方法。这种方法是最适用的分析诊断液压故障的方法之一。其目的明确，只要液压功能、原理的关系清楚，查找液压故障就简便。目前，在液压故障诊断的实际运用中是使用比较广泛的一种方法。观察诊断法可用“六看四听，四摸一嗅，三阅六问”12个简单的字来概括。所谓的“六看”是指看工作结构的运动速度；看各测压点的压力值；看油液的清洁度，是否变质，表面是否有泡沫，黏度怎样，油量够不够；看各个管接头、液压缸端盖、泵轴端等处是否有渗漏和滴漏；看液压缸杆工作时有无振动而产生的跳动；看工作循环，判断系统工作压力、流量的稳定性。“四听”是听泵和压力阀是否有噪声；听换向时是否有冲击声；听是否有气蚀与困
15、油的异常声；听液压泵和液压马达运转时是否有敲打声。“四摸”是摸液压泵、油箱、阀类元件的外壳表面温度；摸运动部件和油管是否有高频振动；摸有无爬行；摸各个管接头以及安装螺钉的松紧程度。“一嗅”是嗅油液是否有变质的味道，是否有橡胶因温度过高产生的特殊气味。“三阅”是查阅技术档案中的故障挡案；查阅日检、定检卡；查阅维修保养记录。“六问”是问系统是否正常，泵有无常；问油液、问油液、滤芯更换时间；问故障前压力阀、流量阀是否调节过，有何不正常的现象；问故障前是否更换过液压件、密封件；问故障后系统有哪些不正常；问过去常出现哪些故障，是如何排除的。2.3.2 逻辑分析法该方法是根据液压原理图，按照一定的思考方法
16、并合乎逻辑地进行分析，根据逻辑框图，逐一查找原因，排除不可能的因素，最终找出故障所在。这类方法有列表法、框图法、故障树分析法、因果图法等。列表法（如表2-1示）就是利用表格将系统发生的故障，故障原因，故障部位以及故障排除方法简明的列出的一种方法。 表2-1 列表法进行故障诊断序号故障原因排除方法1液压油减少，变速箱油增多油封坏测压，换油封或工作泵2液压油增多，变速箱油增减少油封坏测压，换油封或变速泵3泵体接合面漏油O形圈或螺栓松动更换O形圈或紧固螺栓4泵体漏油泵体开裂测压，换泵5泵异响花键轴过度磨损换花键轴或泵侧板过度磨损换侧板或泵花键轴尺寸超差，顶轴换花键轴或泵轴承坏换轴承或泵6泵流量不足导
17、致举升慢齿轮或侧板过度磨损更换相应零件2.3.3 仪器检测法液压传动系统由于其独特的优点，即具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能和较低廉的成本，在各个领域中获得愈来愈广泛的应用。但由于客观上元、辅件质量不稳定和主观上使用、维护不当，且系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作，不像机械设备那样直观，也不像电气设备那样可利用各种检测仪器方便地测量各种参数,液压设备中，仅靠有限几个压力表、流量计等来指示系统某些部位的工作参数，其他参数难以测量，而且一般故障根源有许多种可能，这给液压系统故障诊断带来一定困难。在生产现场，由于受生产计划和技术条件的制约，要求故障诊断人员准确、简便和高效地诊断出液压设备
18、的故障；要求维修人员利用现有的信息和现场的技术条件，尽可能减少拆装工作量，节省维修工时和费用，用最简便的技术手段，在尽可能短的时间内，准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理，使系统恢复正常运行，并力求今后不再发生同样故障。因此，就需要简易实用的方法来测量，就需要基于仪器检测的故障诊断系统，进行参数测量方法。仪器检测法是使用仪器仪表进行诊断的方法。一般地说，用仪器仪表检测是检测液压系统故障最为准确的方法。主要是通过对系统各部分液压油的压力、流量、油温的测量来判断故障点。下面是仪器检测法的诊断步骤：（1）第一步：测压力如图3-1A所示，首先将检测回路的软管接头与双球阀三通螺纹接口旋紧接通。打
19、开球阀2，关死溢流阀7，切断回油通道，这时从压力表4上可直接读出所测点的压力值(为系统的实际工作压力)。（2）第二步：测流量和温度慢慢松开溢流阀7手柄，再关闭球阀1。重新调整溢流阀7，使压力表4读数为所测压力值，此时流量计5读数即为所测点的实际流量值。同时温度计6上可显示出油液温度值。（3）第三步：测转速(速度)不论泵、马达或缸其转速或速度仅取决于两个因素，即流量和它本身的几何尺寸(排量或面积)，所以只要测出马达或缸的输出流量(对泵为输入流量)，除以其排量或面积即得到转速或速度值。图2-1故障诊断检测回路1,2.截止球阀 3,8.软管 4.压力表 5.流量计6.温度计 7.溢流阀 9.过滤器
20、图2-2液压系统参数测量点2.3.4 计算机辅助诊断法计算机辅助诊断是机械状态监测与诊断过程中建立起来的一种以计算机辅助诊断为基础的多功能自动化诊断系统。这种诊断方法特别适用于各类工程机械的自诊断和在线监测。2.4 液压系统故障诊断与维修的步骤第一步：故障诊断前的准备工作阅读机械设备使用说明书掌握以下情况：液压系统结构、工作原理、性能；液压系统所采用的各种元件的结构、工作原理、性能。阅读机械设备使用的有关档案。确定故障产生前设备的运转情况。第二步：分析判断在现场检查的基础上，对故障原因作出初步的分析判断，初步列出故障原因。第三步：调整试验对仍能进行运转的设备经过上述分析判断后列出的故障原因进行
21、压力、流量和动作循环的试验。第四步：拆卸检查对调整试验后确定的故障部位进行打开检查。第五步： 处理故障对检查出的故障部位进行修复或更换。第六步：重新试验故障处理后重新进行试验和测试。第七步：分析总结对故障进行定性定量的分析总结，以便对故障原因的出正确的结论，从而提高故障的处理能力。3 工程机械液压系统故障诊断与故障维修3.1 液压系统常见故障的特征 设备调试阶段的故障率较高，存在问题较为复杂，其特征是设计、制造、安装以及管理等问题交织在一起。除机械、电气问题外，一般液压系统常见故障有：（1）接头连接处泄漏。（2）运动速度不稳定。（3）阀心卡死或运动不灵活，造成执行机构动作失灵。（4）阻尼小孔被
22、堵，造成系统压力不稳定或压力调不上去。（5）阀类元件漏装弹簧或密封件，或管道接错而使动作混乱。（6）设计、选择不当，使系统发热，或动作不协调，位置精度达不到要求。（7）液压件加工质量差，或安装质量差，造成阀类动作不灵活。（8）长期工作，密封件老化，以及易损元件磨损等，造成系统中内外泄漏量增加，系统效率明显下降。3.2 液压油常见的故障及排除方法据统计在液压设备中，液压装置的故障，70%与液压油有关，而且这70%中约90%是由于杂质所造成的。液压油的检查内容主要有以下几点：液压油的清洁度、颜色、粘度和稠度，此外还有气味。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
23、高，会使很贵的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，高温还会带来安全问题。借助对油箱内油温的检查，有时可以在严重的危害未发生前使系统故障得以消除。在大多数系统里，溢流阀是主要的发热源，减压阀通过的流量太大也是引起发热的另一个主要原因。由于效率低与能量损失有关，因此，检查工作温度就可知道是否存在效率低的问题，对液压系统而言，油液中污染物的控制是一个主要工作，污染物的来源主要有以下几个方面：（1）随新油进入的。（2）在装配过程中系统内部的。（3）随周围空气进入的。（4）液压元件内部磨损产生的。（5）通过泄漏或损坏的密封进入的。（
24、6）在检修时带入的。污染物的清除与控制需要使用过滤器，液压系统可能装有很好的过滤器，安装位置也很合适，但如果不精心保养和及时维护，过滤器不能起到应有的作用，浪费了所花的费用。所以应做好下例工作：（1）制定一个过滤器的维护日程表并严格执行。（2）检查从系统中更换下来的滤芯，找出系统失效及潜在问题的预兆。（3）不要把泄漏出来的任何油液倒回系统中。3.3 液压元件常见的故障及排除方法泵如果正确的安装使用，液压泵可连续使用多年而不需要维修。一但发现问题，应该及早找出原因并尽快排除。借助于液压图对系统进行故障诊断，工作就要简单的多。液压阀的制造精度高，只要合理装配并保持良好的工作状态，一般很少泄漏，并可
25、精确地控制系统内的油液压力、方向和流量。油中的污染物是阀失效的主要原因，少量的纤维、脏物、氧化物或淤渣都会引起故障或阀的损坏。如果采用信得过的制造厂的产品，设计不当的可能性是很小的。引起泵、阀的故障的主要有以下几方面原因：外界条件：a紧固螺栓的松动，由于紧固过度造成的变形与破损。b负荷的剧烈变化。c振动、冲击。d组装、拆卸、修补做业和顺序的错误，工具的好坏，零件的破损、变形以及产生伤痕和丢失。e、配管扭曲造成的变形与破损，或配管错误等。液压油条件：a混入杂质、水、空气及劣化。b粘度、温度是否合适。c润滑性。d吸入条件是否良好（防止气穴、过大的正压或负压）。e异常的高压、压力波动。元件本身的好坏
26、：a结构、强度。b零部件（轴承、油封、螺栓、轴）的品质。c滑动部分的磨损、划伤、粘滞。d零部件的磨损、划伤、变形、劣化。e漏油（内泄漏、外泄漏）。为使阀的维修工作安全可靠，应遵循下例原则：在拆卸液压阀之前要切断电源，以免系统意外启动或使工具飞出。在拆卸液压阀之前，要将阀的手柄向各个方向移动，以便将系统内的压力释放。在拆卸液压阀之前，要将液压传动的所有工作机构锁紧或将其置于较低位置。3.3.1 液压泵常见的故障及排除方法 液压泵主要有齿轮泵、叶片泵等，下面以齿轮泵为例介绍故障及其诊断。齿轮泵最常见的故障是泵体与齿轮的磨损、泵体的裂纹和机械损伤。出现以上情况一般必须大修或更换零件。在机器运行过程中
27、，齿轮泵常见的故障有：噪声严重及压力波动；输油量不足：液压泵不正常或有咬死现象。(1) 噪声严重及压力波动可能原因及维修方法原因1：泵的过滤器被污物阻塞不能起滤油作用。维修方法：用干净的清油将过滤器去除污物。原因2：油位不足，吸油位置太高，吸油管露出油面。维修方法：加油到油标位，降低吸油位置。原因3：泵体与泵盖的两侧没有加纸垫；泵体与泵盖不垂直密封。维修方法：旋转时吸入空气；泵体与泵盖间加入纸垫；泵体用金刚砂在平板上研磨，使泵体与泵盖垂直度误差不超过0.005mm，紧固泵体与泵盖的联结，不得有泄漏现象。原因4：泵的主动轴与电动机联轴器不同心，有扭曲磨擦。维修方法：调整泵与电动机联轴器的同心度，
28、使其误差不超过0.2mm。原因5：泵齿轮的啮合精度不够：对泵齿轮达到齿轮啮合精度。原因6：泵轴的油封骨架脱落，泵体不密封。维修方法：更换合格泵轴油封。(2) 输油不足的可能原因及维修方法原因1：轴向间隙与径向间隙过大。维修方法：由于齿轮泵的齿轮两侧端面在旋转过程中与轴承座圈产生相对运动会造成磨损，轴向间隙和径向间隙过大时必须更换零件。原因2：泵体裂纹与气孔泄漏现象，维修方法：泵体出现裂纹时需要更换泵体，泵体与泵盖间加入纸垫，紧固各联接处螺钉。原因3 ：油液黏度太高或油温过高。维修方法：用20#机械油选用适合的温度，一般20#全损耗系统用油适用1050C的温度工作，如果三班工作，应装冷却装置。原
29、因4电动机反转。维修方法：纠正电动机旋转方向。原因5：过滤器有污物，管道不畅通。维修方法：清除污物，更换油液，保持油液清洁。原因6：压力阀失灵。修理或更换压力阀。 (3) 液压泵运转不正常或有咬死现象的可能原因及维修方法原因1：泵轴向间隙及径向间隙过小。维修方法：轴向、径向间隙过小则应更换零件，调整轴向或径向间隙。原因2：滚针转动不灵活。维修方法：更换滚针轴承。原因3：盖板和轴的同心度不好。维修方法：更换盖板，使其与轴同心。原因4：压力阀失灵。维修方法：检查压力阀弹簧是否失灵，阀体小孔是否被污物堵塞，滑阀和阀体是否失灵；更换弹簧，清除阀体小孔污物或换滑阀。原因5：泵和电动机间联轴器同心度不够。
30、维修方法：调整泵轴与电动机联轴器同心度，使其误差不超0.20mm。原因6：泵中有杂质。维修方法：可能在装配时有铁屑遗留，或油液中吸入杂质；用细铜丝网过滤全损耗系统用油，去除污物。 3.3.2 阀常见的故障及排除方法(1) 工作压力不足原因1：溢流阀调定压力偏低。维修方法：调整溢流阀压力。原因2：溢流阀的滑阀卡死。维修方法：拆开清洗，重新组装。原因3：调压弹簧损坏。维修方法：更换新产品。原因4：系统管路压力损失太大。维修方法：更换管路，或在许用压力范围内调整溢流阀压力。原因5：阀芯阻尼孔堵塞。维修方法：清洗阻尼孔，过滤或换油。原因6：先导阀阀座破碎。维修方法：更换阀座。(2) 工作油量不足原因1
31、：系统供油不足。维修方法：检查油源。原因2：阀内泄漏量大或油温过高或油液选择不当或滑阀与阀体配合间隙过大。维修方法：如油温过高，粘度下降，则应采取降低油温措施；如油液选择不当，则应更换油液；如滑阀与阀体配合间隙过大，则应更换新产品。(3)复位失灵原因1：复位弹簧损坏与变形。维修方法：更换新产品。(4) 外泄漏 原因1：Y形圈损坏。维修方法：更换产品。原因2：油口安装法兰面密封不良。维修方法：检查相应部位的紧固和密封。原因3：各结合面紧固螺钉、调压螺钉背帽松动或堵塞。维修方法：紧固相应部件。 (5) 滑阀动作不灵活原因1：滑阀被拉坏。维修方法：拆开清洗，或修整滑阀与阀孔的毛刺及拉坏表面。原因2：
32、阀体变形。维修方法：调整安装螺钉的压紧力，安装转矩不得大于规定值。原因3：复位弹簧折断。维修方法：更换弹簧。(6) 电磁线圈烧损原因1：线圈绝缘不良。维修方法：更换电磁铁。原因2：电压太低。维修方法：使用电压应在额定电压的90以上。原因3：工作压力和流量超过规定值。维修方法：调整工作压力，或采用性能更高的阀。原因4：回油压力过高。维修方法：检查背压，应在规定值以下。3.3.4 液压缸常见故障及排除方法(1)外部漏油原因1：活塞杆碰伤拉毛。维修方法：用极细的砂纸或油石修磨，不能修的，更换新件。原因2：防尘密封圈被挤出和反唇。维修方法：拆开检查，重新更新。原因3：活塞和活塞杆上的密封件磨损与损伤。
33、维修方法：更换新密封件。原因4：液压缸安装定心不良，使活塞杆伸出困难。维修方法：拆下来检查安装位置是否符合要求。(2)活塞杆爬行和蠕动原因1：液压缸内进入空气或油中有气泡。维修方法：松开接头，将空气排出。原因2：液压缸的安装位置偏移。维修方法：在安装时必须检查，使之与主机运动方向平行。原因3：活塞杆全长和局部弯曲。维修方法：活塞杆全长校正直线度误差应小于等于0.03/100mm或更换活塞。原因4：缸内锈蚀或拉伤。维修方法：去除锈蚀和毛刺，严重时更换缸。4 工程机械液压系统故障诊断与故障维修实例4.1 ZL50型轮式装载机液压系统分析装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工
34、程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。装载机由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成。装载机按行走系统机构的不同，可分为轮式装载机和带式装载机。1-辅助泵；2-主
35、泵；3-转斗滑阀；4-安全阀；5-油箱；6-滤油器；7-储气筒；8-电磁开关；9-转斗油缸；10-双作用安全阀；11-动臂滑阀；12-动臂油缸；13、14-转向阀；15-转向油缸；16-安全阀；17-转向泵；18-溢流换向阀图4-1 ZL50轮式型装载机液压系统图ZL50型轮式装载机（如图4-1示），该装载机可实现工作装置（铲斗)的铲装，提升，保持，倾卸和转向机构的转向等动作。液压传动系统如图4-1示：液压传动系统包括工作装置和转向系统。工作装置系统又包括动臂升降液压缸工作回路和转斗液压缸工作回路，两者构成串并联回路。当转斗液压缸换向阀3离开中位，即切断了通往动臂升降液压缸换向阀11的油路。欲
36、使动臂升降液压缸动作必须使转斗液压缸换向阀3回到中位。因此，动臂与铲斗不能进行复合动作，所以各液压缸的推力较大，这是转载机广泛采用的液压系统形式。根据装载机作业要求，液压传动系统应该完成下述工作循环：铲斗翻转升起（铲装）动臂提升锁紧（转运)铲斗前倾(卸载)动臂下降。4.1.1 铲斗收起与前倾铲斗的收起与前倾由转斗液压缸工作回路实现.（1） 当操纵手动换向阀3使其右位工作时,铲斗液压缸活塞杆伸出，并通过摇臂斗杆带动铲斗翻转收起进行铲装.其油路为:进油路:液压泵2(液压泵1）手动换向阀3右位铲斗液压缸无杆腔。回油路：铲斗液压缸有杆腔手动换向阀3右位精过滤器6油箱。（2） 当操纵手动换向阀3使其左位
37、工作时，铲斗液压缸活塞杆缩回，并通过摇臂斗杆带动铲斗前倾进行卸载。其油路为：进油路：液压泵2（液压泵1）手动换向阀3左位铲斗液压缸有杆腔。回油路：铲斗液压缸无杆腔手动换向发3左位精过滤器6油箱。（3） 当铲斗在收起与前倾的过程中，若转向液压泵17输出流量正常，则流量转换阀18中的流量分配阀工作在左位，使辅助液压泵1与主液压泵2形成并联供油（动臂升降回路也是如此）。（4） 当操纵手动换向阀3使其处于中位时，铲斗液压缸进，出油口被封闭，依靠换向阀的锁紧作用，铲斗在某一位置处于停留状态。在铲斗液压缸的无杆腔油路中还没有双作用安全阀10。在动臂升降的过程中，铲斗的连杆机构由于动作不相协调而受到某中程度
38、的干涉，即在提升动臂时铲斗液压缸的活塞杆有被拉出的趋势，而在动臂下降时活塞杆又被强制压回。而这时手动换向阀3处于中位，转斗液压缸的油路不通，因此，这种情况回造成铲斗液压缸回路出现过载或产生真空。为了防止这种情况的发生，系统中设置了双作用安全阀10，它可以起到缓冲和补油的作用。当铲斗液压缸有杆腔受到干涉而使压力超过双作用安全阀10的调定压力时，该阀回被打开，使多余的液压油流回油箱，液压缸得到缓冲。当真空时，可由单向阀从油箱补油。铲斗液压缸的无杆腔也应该设置双作用安全阀，使液压缸两腔的缓冲和补油过程彼此协调的更为合理。4.1.2 动臂升降动臂的升降由动臂升降液压缸工作回路实现。 （1）当操纵手动换
39、向阀11使其工作在右位时，动臂升降液压缸的活塞杆伸出，推动动臂上升，完成动臂提升动作。其油路为：进油路：液压泵2（液压泵1）手动换向阀3中位手动换向阀11右位动臂升降液压缸无杆腔。回油路：动臂升降有杆腔手动换向阀11精过滤器6油箱。（2）当提到转运位置时，操纵手动换向阀11使其工作在中位，此时动臂升降液压缸的进出油路被封闭，依靠换向阀的紧锁作用使动臂固定以便运转。（3）当铲斗前倾卸载后，操纵手动换向阀11使其工作在左位时，动臂升降液压缸的活塞杆缩回，带动动臂下降。其油路为：进油路：液压泵2（液压泵1）手动换向阀3中位手动换向阀11左位动臂升降液压缸有杆腔。回油路：动臂升降无杆腔手动换向阀11中
40、精过滤器6油箱。（3）当操纵手动换向阀11使其工作在左位时，动臂升降液压缸处于浮动状态，以便于在坚硬的地面上铲取物料或进行铲推作业。此时动臂能随地面状态自由浮动，提高作业技能。另外，还能实现空斗迅速下降，并且在发动机熄火的情况下亦能降下铲斗。装载机动臂要求具有较快的升降速度和良好的低速微调性能。动臂升降液压缸由主液压泵2和辅助液压泵1并联供油，流量总和可达320L/min。动臂升降时的速度可以通过控制手动换向阀11的阀口开口大小来进行调节，并通过加速踏板的配合，已达到低速微调的目的。4.1.3 转载机铰接车架折腰转向轮式装载机的车架采用前，后车铰接机构，因此其转向机构采用交接车架进行折腰转向。
41、装载机铰接车架折腰转向过程是由转向液压缸工作回路来实现的，并要求具有稳定的转向速度（即要求进入转向液压缸的油液流量恒定）。转向液压缸的油液主要来自转向液压泵17，在发动机额定转速（1600r/min）下转向液压泵的流量为77L/min当发动机受其他负荷影响而转速下降时，就会影响转向速度的稳定性。这时就需要从辅助液压泵1通过流量换向阀18补入转向泵17所减少的流量，以保证转向油路的流量稳定。当流量换向阀18在相应位置时，也可将辅助液压泵多余的或全部液压油共给工作装置油路，以加快动臂升降液压缸和铲斗液压缸的动作速度，缩短作业循环时间和提高生产效率。装载机转向机构要求转向灵活，因此，转向随动阀13采
42、取负封闭式的转向过渡形式，这样还能防止突然转向时使系统压力突然升高。同时还设置了一个紧锁阀14来防止转向液压缸发生窜动。若操纵转向盘使转向随动阀13工作在左为和右为时，系统的压力升高，立即打开紧锁阀14，使油液进入转向液压缸以驱动活塞伸缩，使车辆转向。同时，前车架上的反馈杆随着前，后车架的相对偏转而通过出齿轮齿条传动使转向随动阀的阀体同时移动并关闭阀口，使转向动作停止。当转向盘停止在某一角度上时，转向液压缸也停止在相应位置上，装载机便动作沿着相应的转向半径运动。若继续转动转向盘，随动阀的阀口将始终打开，转向过程也将继续进行。因此，前，后车架的相对转角始终随着转向盘的转角。锁紧阀14的作用是在装
43、载机直线行驶时防止转向液压缸窜动时产生液压冲击，造成管路系统损坏。另外，当转向液压泵1和辅助液压泵1出现故障或管路发生损坏时，锁紧阀14将复位并关闭转向液压缸的油路，从而保证装载机不摆头。4.1.4 换挡 换挡的工作原理：蓄能器端部的活塞装在活塞缸内，右端顶在弹簧上，大小弹簧右端分别顶在主压力阀和壳体的凸台上。活塞左端与端部的螺塞间形成油室，并通过油道与换向阀的连通油道相通。在这段油道上装有单向阀和节流孔。换挡时油路中的液压油流入换挡离合器的油缸，从而使油路中油压降低，蓄能器油室的油液经单向阀补充油液，使制动器或离合器迅速结合。同时由于油室的油流出，在主压力阀控制油道的作用下，阀杆左移使系统的
44、油压下降，当主、从动盘贴紧时，油缸停止移动，油压上升，一部分油液经节流孔流向油室，油室的压力逐渐升高，推动活塞右移，压缩弹簧，主压力阀的阀杆右移，这样系统的油压便逐渐升高，使主、从动部件结合平稳，实现平稳可控换挡。单向阀的作用在于及时向换挡制动器或离合器的油缸补油，使换挡迅速。同时在补油后，使主压力阀的阀杆左移，降低换挡开始时系统的压力。节流孔的作用在于换挡后使系统的压力逐渐地上升，从而换挡制动器或离合器的主、从动摩擦片逐渐压紧，使换挡柔和无冲击。4.1.5 自动限位装置为了提高生产效率和避免液压缸活塞达到极限位置而造成安全阀的频繁启闭，在工作装置和换向阀上装有自动限位装置，以实现工作中铲斗的
45、自动放平。在动臂后铰点和转斗液压缸处装有自动限位行程开关。当动臂举升到高位置或铲斗随动臂下降到与停机面最好水平的位置时，触点碰到行程开关，发出信号使电磁换向阀8动作，使其右位工作。这时，气动系统接通气路，储气筒内的压缩空气进入换向阀11或3的端部，松开弹跳定位钢球。阀心便在弹簧的作用下回到中位，液压缸停止动作。当行程开关脱开触点时，电磁换向阀断电而使其回到常位，这时进气通道被关闭，阀体内的压缩空气从放气孔排出。4.2 装载机液压系统常见故障问题与维修方法4.2.1 工作装置常见问题与维修方法（1）工作装置动作无力a原因：液压油箱油位不足。维修方法：补充新油液。b原因：液压油液污染严重。维修方法
46、：过滤清洁油液或更换新油液。c原因：工作泵吸油不畅。维修方法：检查维修液压泵和滤油器。d原因：油缸密封件损坏，内漏严重。维修方法：更换密封件。e原因：工作泵内漏严重。维修方法：更换油泵、并按自然沉降量检查系统密封性；f原因：分配阀阀杆磨损，内漏严重。维修方法：更换分配阀、并按自然沉降量检查系统密封性；g原因：分配阀主溢流阀弹簧失效，调定压力过低。维修方法：更换分配阀主溢流阀，按规定值重新调整系统工作压力。h原因：组合阀中溢流阀卡死或调压弹簧失效，先导控制压力不足。维修方法：更换组合阀中溢流阀，按规定值重新调整系统工作压力。（2）工作装置无法动作a原因：分配阀滑阀杆卡死。维修方法：更换维修分配阀
47、b原因：分配阀主溢流阀弹簧失效，调定压力过低。维修方法：更换分配阀主溢流阀，按规定值重新调整系统工作压力。c原因：分配阀主溢流阀卡死，系统压力不足。维修方法：更换维修分配阀主溢流阀，按规定值重新调整系统工作压力。d原因：先导泵内漏严重。维修方法：更换分配阀主溢流阀，按规定值重新调整系统工作压力。e原因：阀中溢流阀卡死或调压弹簧失效，先导控制压力不足。更换油泵、并按自然沉降量检查系统密封性；f原因：组合阀中减压阀滑阀杆卡死或调压弹簧失效。维修方法：维修更换，组合阀中减压阀按规定值重新调整系统工作压力。g原因：组合阀中单向阀锥阀密封不严，动臂大腔通油箱。维修方法：更换密封圈或组合阀中单向阀锥阀。（3）动臂下沉或转斗掉斗a原因：油缸密封件损坏，内漏严重。维修方法：更换密封件b原因：分配阀滑阀杆磨损，内漏严重。维修方法：更换分配阀滑阀c原因：过载阀中单向阀锥阀密封不严。维修方法：更换密封件d原因：组合阀中单向阀锥阀密封不严，动臂大腔通油箱。维修方法：维修方法：更换密封圈或组合阀中单向阀锥阀。（4） 液压
