论文部分内容阅读
摘 要：日立ZX系列挖掘机在本集团港口码头有着广泛的应用，特别是矿石、硫磺、煤炭、散装粮食的归堆、加高，有着不可替代的作用，极大地促进港口码头的装卸效率，因此，如何保证挖掘机的性能和及时解决挖掘机的突发故障，显得尤为关键。在生产过程中，遇到的电气、液压故障又是最常见的，而液压系统故障又是其中的难点。就遇到的常见液压故障进行分析，并提出解决的方法和建议。该故障案例全部来自合肥日立建机ZAXIS330机型，其主要原理、构造、性能参数略。
关键词：日立挖掘机 液压系统 故障现象 故障分析 排除
中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-076-02
液压系统由机械、液压、电气及仪表等元件组合而成，因此在分析液压系统的故障时必须先了解整个液压系统的传动原理、结构特点和元件及材料配置情况。由于液压系统是密封带压系统，管路中油液的流动情况，液压元件内部的零件动作和密封是否损坏都无法直观看到，因此对故障现象的分析尤为关键。下面就常见故障案例进行逐一剖析。
1 故障案例一
故障现象：有时出现液压动作、行走速度很慢的现象，不能正常挖掘作业
故障原因分析及排除：（1）根据这一现象，先检查发动机的动力输出。起动检查，发动机输出功率正常，排除由于发动机动力输出不足造成的故障。（2）翻阅故障手册，我们怀疑可能是由于工作伺服活塞保持在最小比例造成。造成这一情况可能是泵位移电磁阀、DP传感器（压差传感器）或者是泵位移角传感器（A传感器）出现故障。
因此：（1）首先检查泵位移电磁阀。检查发现连接器输入正确、线路无老化断裂情况。（2）检查A传感器及线路。启动发动机，接上泵压力测试仪，进行各种动作，发现主泵泵2的压力只有2.6MPa，远低于泵1的工作压力33.4MPa，据此，对泵2的A传感器线路和接头进行检查，无发现问题。我们对泵1、泵2的A传感器进行调换，重新测试，此时测试仪显示泵2的压力为33.2MPa，而泵1显示的工作压力为2.7MPa，由此，我们判定泵2的A传感器本身故障，无法给MC（主控制器）正确的压力信号，造成以上故障现象。更换新的A传感器，重新启动测试，泵2的测试压力达到34.2MPa，做行走、各种动作，速度明显加快，恢复正常水平。
2 故障案例二
故障现象：斗杆油缸伸出（收臂动作）慢，但伸臂动作正常，测试发现，伸臂全程约耗时7秒，而收臂耗时达到16秒之多。
故障原因分析及排除：根据这一故障现象分析，导致这种故障的原因主要：
（1）主溢流阀异常，比如设定压力不正确。（2）先导阀故障，比如损坏或卡滞。（3）先导泵损坏。
因此由简单入手，先检测溢流阀，操作斗杆油缸伸出或收回动作，接入压力测试仪泵输出压力，发现泵的输出压力改变，说明泵工作正常。用Dr/Ex监控功能仪检查压力差，结果发现压力差都在1.4Ma以上。由此，确定主溢流阀设定压力不正确，调整溢流阀设定压力，使之压力差在1.0MPa以内。操作检验，斗杆油缸伸出速度比调整前快了很多，耗时大约8秒。
3 故障案例三
故障现象：斗杆油缸自动缓慢伸出（前倾），伸出和收回动作都很慢，负载时无动作，而其它执行动作正常。
故障原因分析和排除：根据这一现象，初步估计很可能是由于斗杆油缸内部卸荷造成。因此，首先拆检斗杆油缸。拆检发现，斗杆油缸缸筒内表面刮伤严重，形成多条宽约2-4mm、深达2mm、长达1m的条形槽，斗杆活塞磨损变形同样严重，缸筒内部残留大量铁屑。进一步拆检分配阀，同样发现大量铁屑堵塞分配阀。分析检查发现，造成这一损坏的直接原因是活塞杆顶部的缓冲螺栓和套松动脱落，导致在作业时活塞顶部长期直接撞击缓冲螺栓，从而打坏活塞头部，脱落的铁屑和活塞进一步刮伤缸筒，从而出现内部卸荷。由于活塞、缸筒均磨损极其严重，无法修复。因此，我们重新加工新的缸筒、活塞，更换密封组件。安装试车，运行正常，故障现象消失。
4 故障案例四
故障现象：当进行单一行走作业时，左侧履带慢，而右侧履带正常。
故障原因分析及排除：根据这一现象导致此现的原因：（1）液压泵控制管道和管线连接不正确；（2）主操作阀故障；（3）单向阀卡位并保持打开状态；（4）主泵2的调节器故障。
此前液压泵的控制管道并没有拆卸过，因此，管路连接正确。拆检单向阀，单向阀阀芯无异常，并无卡滞现象，由此排除单向阀故障。拆检主泵2的调节器，拆检发现调节器调压弹簧断。
由此，我们判定由于该故障是由于调节器调压弹簧断裂造成压力无法调节造成，对泵2调节器进行修复，试车进行单一行走作业，左侧履带建度恢复正常，故障解决。
5 故障案例五
故障现象：回转速度很慢，经常停顿，有时甚至不能回转，但无异响。
故障原因分析和排除：分析回转液压工作系统和原理，一般由下列原因造成：
（1）回转溢流阀故障；（2）主操作回转阀芯卡住；（3）先导操纵阀有故障；（4）回转减速器有故障；（5）回转停放制动阀有故障；（6）回转马达故障。
为此，从简单入手，先对主操作阀回转阀进行拆检，拆检并无发现异常，接着对回转溢流阀进行拆检，拆检发现，回转溢流阀的调后弹簧断，导致回转液压系统工作压力过低，更换新的回转溢流阀，试车运行，回转速度恢复正常。
6 故障案例六
故障现象：不能直线行走，跑偏，中央回转接头处漏油。
故障原因分析：分析行走液压系统工作原理，可能的原因：
（1）先导阀故障；（2）行走马达故障；（3）平衡阀有故障；（4）行走减速装置有故障；（5）行走溢流阀有故障；（6）中央回转接头密封件损坏。
由于中央回转接头漏油，判定中央回转接头密封件损坏的可能相当大，因此，拆检中央回转接头，发现密封圈有三个损坏，且硬化严重，密封不良，根据故障现象，分析出于密封不良导致内部油道之间串油，从而产生跑偏现象，更换新的密封组件，安装试车，恢复正常。
7 小结
一般挖掘机液压故障都会经常出现以上这些案例的情况。特别是随着挖掘机使用年限的增加，由于其很多液压部件因为使用时间长、保养不到位等原因，都会使液压泵、液压阀、工作油缸等出现老化、磨损严重的情况，以上情况更是相当普遍。当然，挖掘机的液压故障千变万化，以上仅为一些常见案例。
8 建议
（1）在机械出现故障后，不要急于修理，不加分析盲目拆卸，而要根据故障现象，认真分析其可能的原因，必要时翻阅相关技术手册，认真了解其工作原理和结构，先简后繁，由外及内，结合故障现象，从以下几方面检查：先查电路保险丝是否断路或短路，液压管路有无明显漏油情况；利用诊断仪器检测先导压力是否正常；液压油有无变质、油滤芯有无堵塞、油路有无进入空气；有无伺服控制阀-伺服活塞是否卡死；分配器合流故障等；排除了以上可能性，最后拆解液压泵。
随着科技的进步，现代挖掘机一般都采用了机-电-液一体化控制模式，在排除一些液压故障时，要有一个全局的思想，综合考虑出现的某一故障现象的原因，采用望闻问切的手段，去全面了解故障现象产生的具体情况，从而避免不必要的拆卸，造成人力、物力和财力的损失。
（2）在挖掘机的使用和维护过程中，要严格按照其操作、保养说明的要求来操作和维护机械，从而避免液压部件的非正常磨损和损坏。
参考文献：
[1] 张凤山.工程机械液压、液力系统故障诊断与维修[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2] 邓水英.挖掘机运用与维护[M].北京：北京大学出版社，2011.
[3] 张钦良.挖掘机液压原理及拆装维修[M].北京：化学工业出版社，2009.
关键词：日立挖掘机 液压系统 故障现象 故障分析 排除
中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-076-02
液压系统由机械、液压、电气及仪表等元件组合而成，因此在分析液压系统的故障时必须先了解整个液压系统的传动原理、结构特点和元件及材料配置情况。由于液压系统是密封带压系统，管路中油液的流动情况，液压元件内部的零件动作和密封是否损坏都无法直观看到，因此对故障现象的分析尤为关键。下面就常见故障案例进行逐一剖析。
1 故障案例一
故障现象：有时出现液压动作、行走速度很慢的现象，不能正常挖掘作业
故障原因分析及排除：（1）根据这一现象，先检查发动机的动力输出。起动检查，发动机输出功率正常，排除由于发动机动力输出不足造成的故障。（2）翻阅故障手册，我们怀疑可能是由于工作伺服活塞保持在最小比例造成。造成这一情况可能是泵位移电磁阀、DP传感器（压差传感器）或者是泵位移角传感器（A传感器）出现故障。
因此：（1）首先检查泵位移电磁阀。检查发现连接器输入正确、线路无老化断裂情况。（2）检查A传感器及线路。启动发动机，接上泵压力测试仪，进行各种动作，发现主泵泵2的压力只有2.6MPa，远低于泵1的工作压力33.4MPa，据此，对泵2的A传感器线路和接头进行检查，无发现问题。我们对泵1、泵2的A传感器进行调换，重新测试，此时测试仪显示泵2的压力为33.2MPa，而泵1显示的工作压力为2.7MPa，由此，我们判定泵2的A传感器本身故障，无法给MC（主控制器）正确的压力信号，造成以上故障现象。更换新的A传感器，重新启动测试，泵2的测试压力达到34.2MPa，做行走、各种动作，速度明显加快，恢复正常水平。
2 故障案例二
故障现象：斗杆油缸伸出（收臂动作）慢，但伸臂动作正常，测试发现，伸臂全程约耗时7秒，而收臂耗时达到16秒之多。
故障原因分析及排除：根据这一故障现象分析，导致这种故障的原因主要：
（1）主溢流阀异常，比如设定压力不正确。（2）先导阀故障，比如损坏或卡滞。（3）先导泵损坏。
因此由简单入手，先检测溢流阀，操作斗杆油缸伸出或收回动作，接入压力测试仪泵输出压力，发现泵的输出压力改变，说明泵工作正常。用Dr/Ex监控功能仪检查压力差，结果发现压力差都在1.4Ma以上。由此，确定主溢流阀设定压力不正确，调整溢流阀设定压力，使之压力差在1.0MPa以内。操作检验，斗杆油缸伸出速度比调整前快了很多，耗时大约8秒。
3 故障案例三
故障现象：斗杆油缸自动缓慢伸出（前倾），伸出和收回动作都很慢，负载时无动作，而其它执行动作正常。
故障原因分析和排除：根据这一现象，初步估计很可能是由于斗杆油缸内部卸荷造成。因此，首先拆检斗杆油缸。拆检发现，斗杆油缸缸筒内表面刮伤严重，形成多条宽约2-4mm、深达2mm、长达1m的条形槽，斗杆活塞磨损变形同样严重，缸筒内部残留大量铁屑。进一步拆检分配阀，同样发现大量铁屑堵塞分配阀。分析检查发现，造成这一损坏的直接原因是活塞杆顶部的缓冲螺栓和套松动脱落，导致在作业时活塞顶部长期直接撞击缓冲螺栓，从而打坏活塞头部，脱落的铁屑和活塞进一步刮伤缸筒，从而出现内部卸荷。由于活塞、缸筒均磨损极其严重，无法修复。因此，我们重新加工新的缸筒、活塞，更换密封组件。安装试车，运行正常，故障现象消失。
4 故障案例四
故障现象：当进行单一行走作业时，左侧履带慢，而右侧履带正常。
故障原因分析及排除：根据这一现象导致此现的原因：（1）液压泵控制管道和管线连接不正确；（2）主操作阀故障；（3）单向阀卡位并保持打开状态；（4）主泵2的调节器故障。
此前液压泵的控制管道并没有拆卸过，因此，管路连接正确。拆检单向阀，单向阀阀芯无异常，并无卡滞现象，由此排除单向阀故障。拆检主泵2的调节器，拆检发现调节器调压弹簧断。
由此，我们判定由于该故障是由于调节器调压弹簧断裂造成压力无法调节造成，对泵2调节器进行修复，试车进行单一行走作业，左侧履带建度恢复正常，故障解决。
5 故障案例五
故障现象：回转速度很慢，经常停顿，有时甚至不能回转，但无异响。
故障原因分析和排除：分析回转液压工作系统和原理，一般由下列原因造成：
（1）回转溢流阀故障；（2）主操作回转阀芯卡住；（3）先导操纵阀有故障；（4）回转减速器有故障；（5）回转停放制动阀有故障；（6）回转马达故障。
为此，从简单入手，先对主操作阀回转阀进行拆检，拆检并无发现异常，接着对回转溢流阀进行拆检，拆检发现，回转溢流阀的调后弹簧断，导致回转液压系统工作压力过低，更换新的回转溢流阀，试车运行，回转速度恢复正常。
6 故障案例六
故障现象：不能直线行走，跑偏，中央回转接头处漏油。
故障原因分析：分析行走液压系统工作原理，可能的原因：
（1）先导阀故障；（2）行走马达故障；（3）平衡阀有故障；（4）行走减速装置有故障；（5）行走溢流阀有故障；（6）中央回转接头密封件损坏。
由于中央回转接头漏油，判定中央回转接头密封件损坏的可能相当大，因此，拆检中央回转接头，发现密封圈有三个损坏，且硬化严重，密封不良，根据故障现象，分析出于密封不良导致内部油道之间串油，从而产生跑偏现象，更换新的密封组件，安装试车，恢复正常。
7 小结
一般挖掘机液压故障都会经常出现以上这些案例的情况。特别是随着挖掘机使用年限的增加，由于其很多液压部件因为使用时间长、保养不到位等原因，都会使液压泵、液压阀、工作油缸等出现老化、磨损严重的情况，以上情况更是相当普遍。当然，挖掘机的液压故障千变万化，以上仅为一些常见案例。
8 建议
（1）在机械出现故障后，不要急于修理，不加分析盲目拆卸，而要根据故障现象，认真分析其可能的原因，必要时翻阅相关技术手册，认真了解其工作原理和结构，先简后繁，由外及内，结合故障现象，从以下几方面检查：先查电路保险丝是否断路或短路，液压管路有无明显漏油情况；利用诊断仪器检测先导压力是否正常；液压油有无变质、油滤芯有无堵塞、油路有无进入空气；有无伺服控制阀-伺服活塞是否卡死；分配器合流故障等；排除了以上可能性，最后拆解液压泵。
随着科技的进步，现代挖掘机一般都采用了机-电-液一体化控制模式，在排除一些液压故障时，要有一个全局的思想，综合考虑出现的某一故障现象的原因，采用望闻问切的手段，去全面了解故障现象产生的具体情况，从而避免不必要的拆卸，造成人力、物力和财力的损失。
（2）在挖掘机的使用和维护过程中，要严格按照其操作、保养说明的要求来操作和维护机械，从而避免液压部件的非正常磨损和损坏。
参考文献：
[1] 张凤山.工程机械液压、液力系统故障诊断与维修[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2] 邓水英.挖掘机运用与维护[M].北京：北京大学出版社，2011.
[3] 张钦良.挖掘机液压原理及拆装维修[M].北京：化学工业出版社，2009.