摘要：液压系统是装载机最重要的系统之一，也是最容易出现故障的系统之一，本文以ZL50C工作装置液压系统为例，讲述了液压系统工作原理及故障的诊断和排除方法，以对装载机及其他含有液压传动装置的设备的检修起到一定的指导作用。


关键词：装载机   压力  故障  诊断  堵塞  泄漏  排除


装载机上应用液压传动的系统主要有工作装置液压系统、转向液压系统、变矩-变速液压系统等，它具有结构紧凑、动作灵活、运行平稳、操作方便轻巧等优点，但是由于液压传动是以液体作为传递动力的介质，故容易产生泄漏，运行时间较长后，还容易出现过热，工作无力，内部元件损坏等故障。液压传动故障的出现具有突发性、隐蔽性，而且涉及的元件比较多，给故障诊断和排除带来极大的困难，因此在维修液压系统时，必须弄懂其工作原理和正确分析故障原因的基础上才能保证维修的质量。我经过几年来在生产工作实践中的学习，积累了一些经验，写出来与大家切磋，希望能对检修液压传动系统起到一定的指导作用。本文以ZL50C装载机常出故障的工作装置液压系统为例，介绍液压传动的工作原理，分析其在工作过程中常见的故障现象诊断和排除方法。


1  ZL50C工作装置液压系统的工作原理


ZL50C工作液压系统主要由工作泵、分配阀（分配阀由安全阀、转斗滑阀、转斗大腔双作用安全阀、转斗小腔安全阀、动臂滑阀等集成）、转斗油缸、动臂油缸、油箱等组成。如图-1所示（滑阀处中位）。


 


ZL50C装载机工装置作液压系统采用顺序回路，各机构的进油通路按先后次序排列，泵只能按先后次序向一个机构供油。在工作过程中，液压油自油箱底部通过滤油器被工作泵吸入，从油泵输入具有一定压力的液压油进入分配阀。压力油先进转斗滑阀，转斗滑阀有三个位，操作该滑阀，使滑阀处右位或左位，可以分别实现斗的后倾、前倾动作，当转斗滑阀处中位时，压力油进入动臂滑阀。动臂滑阀有四个位，操作滑阀，如图-1所示中从右到左的四个位，分别可以实现动臂的提升、封闭、下降和浮动动作。系统通过分配阀上的总安全阀限定整个系统的总压力，转斗大、小腔的双作用安全阀分别对转斗大腔、小腔起过载保护和补油作用。动臂滑阀与转斗滑阀的油路采用互锁连通油路，可以实现小流量得到较快的作业速度。


2  ZL50C工作装置液压系统故障诊断与排除


ZL50C装载机，转斗满载时，发动机额定转速下，动臂提升时间应小于7s，转斗前倾时间应小于2.5s ，大于相应时间则为动作缓慢；工作装置液压系统的调定压力为17Mpa，小于该压则为系统压力偏低。工作装置液压系统的故障主要表现在两个方面：动臂举升缓慢、无力或无动作；转斗翻转缓慢、无力或无动作。引起两个故障的主要原因是工作油压偏低，而造成压力偏低的主要原因是堵塞和泄漏。油路畅通、密封好是系统正常工作的保证，堵塞和泄漏是最常见的液压传动故障，因此检查液压传动故障一般从液压油路方面开始检查。以下是对ZL50C工作装置液压系统不同故障现象的诊断和排除方法。


2.1故障现象：动臂举升缓慢，无力或无动作，而转斗翻转正常


在工作装置液压系统中，如只是动臂举升缓慢，无力或无动作，而转斗翻转正常。从工作原理图不难看出：转斗翻转工作正常，这说明工作泵、总安全阀是正常工作的，他们所提供给整个系统的压力足够，同时也说明泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质没问题。此时只需检查动臂滑阀、动臂油缸、动臂部分的油管、及其密封件了。


（1）检查油路堵塞情况


需检查的几个元件故障易排除但不易诊断，因此我们只需常作规处理，拆下油管，拆下动臂滑阀阀体、阀杆及相关部件进行清洗，把油道清洗干净并用压缩空气吹通吹干。


（2）检查油路泄漏情况


液压系统的泄漏一般都是在使用一段时间后产生。从表面现象看，多为密封件失效、损坏、挤出或密封表面被拉伤等造成。主要原因有：油液污染、密封表面粗糙度不当、密封沟槽不合格，管接头松动、配合件间隙增大、油温过高、密封圈变质或装配不良等。泄漏分为内泄漏和外泄漏，一般先从外泄漏开始检查起。


A外泄漏故障的处理


诊断方法：外泄漏一般凭肉眼就可观察到。首先检查油管有无破裂，管接头是否松动，密封件是否损坏、失效或挤出；检查缸盖与缸筒的接合处，活塞杆与缸盖导向套之间有无泄漏现象，检查活塞杆刮伤情况，。


排除方法：紧固管座螺栓，更换密封件，活塞杆拉伤严重要重新镀铬处理或更换。


B内泄漏故障的处理


诊断方法：该部分内泄漏主要产生于动臂滑阀和油缸内泄漏。内泄漏隐藏于阀和缸内部，不易检查。但我们可以借助一些辅助方法来判断泄漏情况。


对动臂油缸的检查：当动臂缸活塞收到底后，拆下无杆腔油管，使动臂缸有杆腔继续充油。若无杆腔油口有大量工作油泄出，说明液压缸发生内漏；也可以使转斗装满载荷，举升到极限位置，动臂操纵杆置于中位，并使发动机熄火，观察动臂的下沉速度；然后，将动臂操纵杆置于上升位置，如果这时动臂下沉速度明显加快，也说明内漏发生在液压缸；如果下沉速度变化不明显，则内漏原因出在动臂滑阀。


对动臂滑阀的检查：动臂滑阀的泄漏主要是因为阀杆与阀体的配合间隙太大，调压弹簧损坏，阀内密封件损坏或阀体有砂眼等。检查阀杆和阀体的配合间隙，检查压力弹簧，看阀内密封件是否有损坏；检查阀体是否有砂眼等铸造缺陷。


排除方法：如油缸内泄漏测试结果超过规定值，应予以拆开作进一步检查，是密封圈装配错误应重新装配，是密封圈损坏应更换，是缸壁拉伤严重应更换；如动臂阀磨损严重应更换。


2.2故障现象：动臂工作正常；转斗翻转缓慢、无力或无动作


在工作装置液压系统中，如只是动臂工作正常；转斗翻转缓慢、无力或无动作。从工作原理图不难看出：动臂举升正常，这说明工作泵、总安全阀是正常工作的，同时也说明泵进油端的管路和滤油器以及油箱的油量、油质没问题。此时只需注意检查转斗滑阀、转斗大、小腔双作用安全阀、转斗油缸、转斗部分的油管、及其密封件了。


液压传动故障诊断与排除方法大同小异，同样转斗部分与动臂部分的故障处理方法也基本相同，因此对于处理转斗部分的故障可参照2.1故障现象的处理方法进行操作。另需要注意的是：转斗油缸的大腔小腔油路上各自装了双作用安全阀，起过载保护和补油作用，也控制着两个腔的工作压力。转斗翻转工作缓慢、无力或无动作还跟两个双作用安全阀控制压力偏低有关，也是故障常产生点，因此对该安全阀的检查也很重要。


转斗油缸大腔安全阀压力的检查和调整：在测压点2接上25Mpa量程的压力表，将动臂提升到最高位置，发动机在怠速下，操纵转斗滑阀，使转斗前倾至最大位置后，回复中位，然后操纵动臂滑阀使动臂下降，此时表的读数应位20Mpa，如有差别应调整。转动调压丝杆，拧进压力增加，拧出压力减少。


转斗油缸大腔安全阀压力的检查和调整：在测压点3接上16Mpa量程的压力表，将动臂提升到水平位置，发动机在怠速下，操纵转斗滑阀，使转斗前倾到最大位置，回复中位，提升动臂，此时表的读数应位12Mpa，如有差别应调整。转动调压丝杆，拧进压力增加，拧出压力减少。


如调不起压，有可能双作用安全阀有故障，拆开双作用安全阀，检查双作用安全阀阀孔与阀杆的间隙，两安全阀一样，标准值为0.01~0.02mm，修理极限为0.035mm；检查变形弹簧压缩，当弹簧压缩道长度位49.4mm时，施加力应大于660N。如有断裂或状态不良，应更换。


2.3故障现象：动臂举升缓慢、无力或无动作；转斗翻转缓慢、无力或无动作


在工作装置液压系统中，动臂和转斗工作斗工作都不正常，引起这一原因比较多，它可能包含了前面故障现象外，还与总安全阀、工作泵、滤油器、液压油、分配阀进回油路故障有关。由于涉及点比较多，我们可从由易到难、从关键点开始检查起。先我们检查最直观的点，检查各管接头是否松动、密封可靠否；检查油管是否老化油，有无外泄漏；检查油箱油量足不足，液压油是否清洁等，有问题先排除，接着检查几个关键部位。从几率上来讲，动臂滑阀和转斗滑阀同时损坏，动臂油缸和转斗油缸同时发生内泄漏的可能性比较少。因此我们可以考虑影响工作装置整个系统压力的泵和安全阀作手。


系统压力的检测：在测压点1装上25Mpa量程的压力表，将动臂提升到水平位置，发动机在额定转速下，操纵转斗滑阀，使转斗后倾直到表显示最高压力，此时读数应为17MPa。如果系统压力偏低，应主要从以下几个方面分析和排除：


（1）分配阀有内漏：分配阀内泄漏主要原因有：总安全阀的主阀芯被卡死，阀杆与阀体的配合间隙太大，调压弹簧损坏，阀内密封件损坏或阀体有砂眼等。拆检总安全阀的锥阀是否被卡住；检查阀杆和阀体的配合间隙，正常的配合间隙应在0.005~0.025mm之间，修理极限为0.04mm；检查主阀芯于主阀套配合间隙，正常配合标准间隙为0.010~0.018mm，修理极限为0.03mm。覆盖间隙超差，应镀铬配磨；检查压力弹簧，看阀内密封件是否有损坏；检查阀体是否有砂眼等铸造缺陷。


（2）工作齿轮泵内漏：齿轮泵内漏表现为：工作时噪声大、发动机转速越高，则噪声越大；在滤油器中可见到大量铜屑。应拆检齿轮泵，检测齿轮的端面间隙（正常值为0.100-0.140mm）齿轮的啮合间隙（正常值为0.005~0.015mm）、齿轮的径向间隙（正常值为0.100~0.200mm），以及检查密封件是否良好等。如有超差或损坏，应修复或更换。


在检查并处理好在系统总的压力问题后，如仍工作不正常则可按2.1、2.2条分别对动臂部分和转斗部分排除。


3  维修装载机工作装置液压系统注意事项


本文只介绍了ZL50C装载机工作装置液压系统的典型故障及其维修方法，实际上还有其他一些故障，如转斗动作时产生“点头”现象，管接头经常冲断等等，但无论什么缘故，所有的液压传动问题都可归纳为：压力、流量、方向三大问题。而引起三大问题的原因一般都是泄漏、堵塞、油管接错、调压不对造成的。因此我们在维修液压系统故障时必须注意：


3.1液压元件一定要清洗干净，油路处理畅通后方可组装。


3.2不要使用不干净的液压油，不用劣质的密封件。


3.3一定要正确组装元件，如“Y”型圈开口不能装反，管不能接错。


3.4对安全阀的调整在未弄清楚之前不要乱动，以免引起调大了冲坏液压元件，调小了工作缓慢、无力或无动作。


3.5一旦系统出了故障，不要盲目处理，按照“先易后难、先外后内、先重点后一般”的顺序分析和解决问题，一般先检查外部泄漏情况，检查油量油质，检查堵塞情况，对于元件内部故障引起的系统故障，由于难于诊断和排除，所以必须弄懂原理后针对性的检查，避免不必要的浪费。





参考文献：[1]王健.工程机械机构.石家庄铁道学院


          [2]柳州工程机械厂编.ZL50C工程机械维护说明书，1990


          [3]李振球.装载机传动系统的预防性保养.矿山机械维修技术与管理网，2005


         [4] 陈步童 张越超.装载机液压系统的泄漏及防治.矿山机械维修技术与管理网，2005