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  小型挖掘机施工中的常遇故障及处理

  小型挖掘机是土石方工程施工中的一种主要机械,在各种建设领域,特别是在基础设施建设中发挥着越来越重要的作用。同时,它还可以作为一种多功能作业机械,适用范围广泛,如它可以完成吊装、抓取、清沟、修坡、破碎、拆卸和钻孔等多种工程作业,小型挖掘机已超过装载机成为工程机械行业中产销量最大、增长率最高的产品之一。本文以液压小型挖掘机为例,在分析液压小型挖掘机的结构特点和工作原理的基础上,概述其在施工中常会出现的故障,并依据故障发生的不同原因给出了相应的处理措施。

  一 液压小型挖掘机的基本结构和工作原理

  1 基本结构

  液压小型挖掘机由工作装置、回转装置和行走装置组成。工作装置包括动臂、斗杆、铲斗、斗齿、侧齿、连杆和摇杆等组成,采用连杆机构原理,通过液压缸的伸缩来实现各部分的运动,实现铲装、提升、卸土等动作。回转装置由回转平台、回转支承、回转机构等组成。回转平台主要由动力系统、驾驶室、转台、液压油箱、燃油箱、配重、液压组合阀及管路等组成。回转支承的外座圈用螺栓与回转平台连接,带齿的内座圈与底架用螺栓连接,内外座圈之间设有滚动体。行走装置是整个机器的支撑部分,承受机器的全部重量和工作装置的反力,它由整体式底架、组合式履带、驱动轮、引导轮、托链轮、支重轮、夹轨器、液压涨紧装置、液压马达和减速机等组成。涨紧装置由导向轮,涨紧弹簧和黄油缸组成。
小型挖掘机施工中的常遇故障及处理
  2 工作原理

  液压小型挖掘机由一台柴油机驱动串联式主泵及先导油泵,产生高压油输送到多路换向阀及先导控制阀,通过操纵先导控制阀,使多路阀中的油液与各液压执行元件(液压缸或液压马达等)的油路接通,驱动相应的机构动作,实现挖掘、破碎等作业,作业过程中可实现工作装置各部分的独立及复合动作以及动臂、斗杆、铲斗动作时的双泵合流,以提高工作效率。小型挖掘机上部通过液压马达驱动减速机及其小齿轮与回转支承的内齿圈啮合运动而实现 360°回转。整机行走由行走马达驱动减速机带动履带移动,克服地面的摩擦力前进、后退或转向,行走速度分为高低两档,低档为工作时的行走速度,高档为在场地间的快速移动。工作中可根据作业需要选择不同的作业模式,充分利用发动机的功率,减少能耗,提高作业效率。液压小型挖掘机的主要运动有整机行走,转台回转,动臂升降,斗杆收放,铲斗转动等。整车主要由液压执行元件完成各个动作,电气系统与液压系统配合实现整车的动作控制。

  二 常遇故障及处理方法

  1 液压系统泄漏

  液压系统泄漏由内漏与外漏之分。造成液压系统内泄漏的原因有:液压泵内泄漏;液压缸及液压马达内泄漏;控制阀内泄。造成液压系统外泄漏的原因有:液压附件漏油;液压泵、密封损坏漏油;控制阀密封损坏漏油;液压缸、液压马达漏油;液压马达漏油。概括地说,造成泄漏的原因主要是装配不良、油温过高、油液中有杂质和密封件损坏等。可采取如下治漏措施:

  1) 密封面的防漏、治漏措施 选用螺纹连接件中应考虑到工作压力、压力脉动、冲击和振动等方面的营销。管接头的加工、装配质量必须符合规范要求。法兰连接件密封部位的加工精度及表面粗糙度等均应符合要求。多个阀块相连接时,应避免用过长的螺栓连接。为减少因冲击和振动造成管接头松动而引起的泄漏,可适当地采用减振支架来固定管路,设计中还需尽量减少管接头的数量。液压系统动结合面的泄漏多是因为密封件老化、破损或密封件的材料、形式与使用条件不符等。相应地采取如下治漏措施:消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧向载荷,防止密封件非正常变形;用防尘圈和防护罩保护活塞杆,以防止磨料粉尘以及其他杂质侵入;在保证液压系统正常工作的前提下,尽可能地降低活塞杆和转轴的运动速度;采用先进的加工设备和完善的加工工艺,确保相对运动表面的几何精度和表面粗糙度满足设计要求。
小型挖掘机施工中的常遇故障及处理
  2) 正确选用密封件 治理泄漏主要是要依靠密封件,在选用密封件中应遵循如下原则:第一,高压时,要采用刚性大的密封材料,以减少密封件的永久变形。控制密封件的挤出量,必要时可以增设档圈。还可以增加缓冲密封件,以避免高压直接作用于密封件上;第二,密封件在高速运动时,容易发热,加剧密封件的磨损;低速运转时易出现爬行。采用聚四氟乙烯树脂的组合密封件,可以使密封件的工作性能得到改善;第三,适当考虑密封件材料和接触物体的相容性。因为若油液或润滑脂与密封件、材料不相容,将会引起密封件的膨胀和收缩造成密封件工作状态不良,并加速密封件的老化、失效;第四,润滑不良或工作环境粉尘严重均可以加剧密封件的磨损,在此情况下应选用耐磨性好的密封材料,并使用防尘圈,以提高防尘能力;第五,密封件在振动的工况下可引起微小变形,如果振动的程度剧烈或密封件已磨损,不能补偿振动引起的位置偏移时,须考虑密封件偏心补偿问题,而提高密封件材料的弹性是改善偏心补偿的有效方法。

  3) 控制油液温度,保持油液清洁 为控制油温应选用黏度合适的液压油。黏度高的油液在环境温度较低时使用,会因摩擦了的增加而出现过热现象。另外还应将系统的软管加以可靠的紧固,且安装软管适应没有急弯;当液压泵、液压缸和其他液压元件磨损时,应及时更换;经常检查油箱油位,及时补油。一般来说,定期更换液压油是减少小型挖掘机液压系统防漏措施少油液有害成分和保持液压油清洁度的重要保证。另外,装液压油的容器要清洁,油桶应存储在规定的地方,并加盖以防雨水侵袭;油桶的盖子应密封良好,打开油桶之前应先仔细清洗油桶的顶盖;向油桶注油时应使用清洁的加油设备;拆下的软管和硬管要用干净的材料盖住。

  4) 加强维护保养 在日常维护中,要对设备加强检查。对液压油进行定期检验,选用符合标准的耐用密封装置,定期对密封装置进行检修或更换。

  2 小型挖掘机无力

  挖掘无力是小型挖掘机典型故障之一。挖掘无力可分为两种情况:第一种为挖掘无力,发动机不憋车,感觉负荷很轻;第二种为挖掘无力,当动臂或斗杆伸到底时,发动机严重憋车,甚至熄火。对于第一种情况,挖掘力的大小由主泵输出压力决定,发动机是否憋车取决于油泵吸收转矩与发动机输出转矩间的关系。发动机不憋车说明油泵吸收转矩较小,发动机负荷轻。如果小型挖掘机的工作速度没有明显异常,则应重点检查主泵的最大输出压力即系统溢流压力。如果溢流压力测量值低于规定值,表明该机构液压回路的过载溢流阀设定值不正确,导致该机构过早溢流,工作无力。则可以通过转动调整螺丝来调整机器。对于第二种情况,发动机憋车表明油泵的吸收转矩大于发动机输出转矩,致使发动机超载。这种故障应首先检查发动机速度传感系统是否正常,检查方法与前面所述发动机检查方法类似。经过以上细致的检查与排除故障,发动机速度传感系统恢复正常功能,发动机憋车现象消失,挖掘力就会恢复正常。

  3 小型挖掘机液压系统发热故障

  对于此类故障,一般应首先从液压系统分析着手。下面从三个方面来分析液压系统发热故障的发生原因及治理方法:

  1) 外部原因引起的液压系统发热 以小松 PC200-5型小型挖掘机为例,其液压泵的发动机是通过减震箱内的减震阻尼器来连接的。在处理一台小型挖掘机液压系统发热故障时,工作人员发现其减震箱内油位大大超过观察油平面螺丝处,而这些过多的油液在伴随减震阻尼器转动过程中,产生大量的热量并传递到液压泵,导致系统发热。此时,将减震箱油液泄放至标准油位后,故障便可消除。造成减震箱油位过高的原因有:操作人员盲目加油;液压泵轴端油封老化,使液压油由此泄漏,后者应拆除液压泵更换油封。

  2) 散热器散热性能不良引起油温过高 散热器散热性能不良的主要形式有:外部散热翅片变形或堵塞,冷却作用差;冷却风扇量不足;液压油散热器内部管道阻塞。前两者除可直观判断外,还可从散热器上下管温差变化不大得知,此时应清理散热片,紧固风扇皮带等。对液压油散热器内部管道阻塞的判断,可通过在散热器进出口油道安装压力表,检查二者之间的压差。以小松 PC200-5 型小型挖掘机为例,油温为 45℃左右,压差在 0.12MPa 以下属于正常情况,如果高于0.12MPa,则表明油管阻塞严重,应拆卸散热器上下盖,疏通管道。
小型挖掘机施工中的常遇故障及处理
  3) 液压回油滤芯单向阀失灵引起液压油过热 根据液压系统原理可知,液压系统回油滤芯单向阀与液压油散热器并联在回油滤芯的出口上,其功用是当回油散热器压差在0.185MPa 以上时自动开启,短接散热器构成回油通路。实际工作中,由于该阀安装在回油滤芯底部,难以检查保养,再加上个别操作者对液压油油质选用不当,长期不换油及年久失修等,使油液污染严重,导致该阀卡死在常开位置上。造成回油散热器不起散热作用,进而引起油温过高。

  三 施工中,小型挖掘机遇到的故障还有很多,本文仅是介绍了较为常见的几类故障。为减少故障发生频率,加强对小型挖掘机的日常维护保养也十分重要。总之,正确分析小型挖掘机故障发生的原因并及时处理,加强对小型挖掘机的维护保养,是保障小型挖掘机高效安全工作的前提,实际工作中应给予充分重视。
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