挖掘机液压油路故障分析与维修

李晓静，马建军

（河南工业职业技术学院，河南南阳473009）

随着我国基础设施建设的大力投入和发展，液压挖掘机已成为重要的土石机械，被广泛应用于工程中。针对液压挖掘机液压系统经常出现故障的问题，通过对液压系统故障原因的分析，提出了相应的解决措施，并指出了液压系统故障诊断时应遵循的一般原则及注意事项。

1 液压挖掘机的工况介绍

（1）挖掘。通常以铲斗缸或斗杆缸进行挖掘，或两者配合进行挖掘，主要是铲斗和斗杆的复合动作。

（2）满斗回转。动臂液压缸将动臂顶起，满斗提升，同时回转液压马达使转台转向卸土处，主要是动臂和回转的复合动作。

（3）卸载。转到卸土点时，转台制动用斗杆液压缸调节卸载半径，然后铲斗液压缸回缩，铲斗卸载。

（4）返回。卸载结束，转台反向回转，动臂液压缸和斗杆液压缸配合，把空斗放到新的挖掘地点，是回转和动臂或斗杆的复合动作。

（5）行走时复合动作。在正常行走时，主泵1给左行走马达供油，主泵2给右行走马达供油。当同时操纵工作装置或进行回转作业时，如果某一液压元件动作，使某一油泵分流供油，可能造成一侧行走速度降低，特别是当挖掘机进行装车卸车行走时，行驶偏斜会造成事故。这时直线行走阀起作用，主泵1输出的油量一部分供给工作装置回路，其余的与主泵2输出的压力油借助直线行走阀合流，然后重新分配给左右行走马达，保证挖掘机直线行驶。

2 故障分析及解决措施

液压挖掘机液压系统的主要故障多数是由液压油过热、进空气、污染、油泄漏造成的，对造成这些故障的原因进行分析并采取相应的预防措施很重要。

2.1 液压油泄漏

液压系统一旦发生泄漏，将会使系统压力建立不起来，还会造成环境污染，影响生产，甚至产生无法估计的严重后果。泄漏产生的主要原因及解决措施有：

（1）设计因素。由于设计中密封结构选用不合理.密封件的选用不合乎规范。另外，由于工程机械的使用环境中具有尘埃和杂质，由于没有选用合适的防尘密封，致使尘埃等污物进入系统破坏密封而产生泄漏。应在选用和设计密封件的时候，考虑液压油与密封材料的相容型式、负载情况、极限压力、工作速度高低、环境温度的变化等，选择合理的密封件，当在恶劣的环境下工作时，要选用合适的防尘密封。

（2）制造和装配因素。所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、表面处理、表面光洁度及形位公差等要求。由于在制造过程中超差，使得密封件就会有变形、划伤、压死或压不实等现象发生，使其失去密封功能；液压元件在装配中的野蛮操作，过度用力将使零件产生变形，特别是用铜棒等敲打缸体、密封法兰等。这些原因都可以破坏密封而产生泄漏，应在设计和加工环节中要充分注意密封部件的设计和加工，还要选择正确的装配方法。

（3）零部件损伤。密封件是由耐油橡胶等材料制成的，由于长时间使用发生的老化、龟裂、损伤等都会引起系统泄漏。如果零件在工作过程中受碰撞而损伤，会划伤密封元件造成泄漏。要选择合适的密封件，延长其老化时间，并注意对密封件的保护，避免其被别的部件划伤。

2.2 液压油污染

液压油的污染，会造成堵塞液压元件，引起动作失灵，影响工作性能或造成事故，还可能引起滤网堵塞，并可能使滤网完全丧失过滤作用，造成液压系统的恶性循环；还会加速元件磨损，污染颗粒在液压缸内会刮伤缸筒内表面，加速密封件的损坏，使泄漏增大，引起推力不足或者动作不稳定、爬行、速度下降、异常噪声等故障现象，严重影响系统的稳定性和可靠性；还会加速油液性能的劣化，污染颗粒长期存在，会与油液发生一些反应，反应的生成物会腐蚀元件。其主要原因及解决措施有：

（1）作业环境粉尘多，系统外部不清洁。液压系统长期在粉尘污染严重的场地作业时，最好2个月过滤一次油液，大概半年更换一次进油滤油器。

（2）在加油、检查油面和检修作业时，杂质被带入系统，通过被损坏的油封、密封环进入系统。在加油、检查油面和检修作业时，要保证外部环境的清洁。拆下来的各部件要保持清洁，防止其受到污染。

2.3 液压油过热

液压油过热会造成液压油粘度、液压系统工作效率均下降，严重时甚至使机械设备无法正常工作；液压系统的零件因过热而膨胀，破坏了原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加，液压阀容易卡死，并可能加速橡胶密封件老化、变质、破坏，使液压系统严重泄漏；还会造成油液汽化、水分蒸发，使液压元件产生穴蚀；油液氧化形成胶状沉积物，易堵塞滤油器和液压阀内的小孔，使液压系统不能正常工作。其形成的主要原因及解决措施有：

（1）由于油箱散热性能差，致使油箱内油温过高。应增大油箱容积即散热面积，并安装油冷却装置。

（2）液压油选择不当。油的质量和粘度等级不符合要求。或不同牌号的液压油混用，造成液压油粘度过低或过高。若油液粘度过高，则功率损失增加，油温上升；如果粘度过低，则泄漏量增加，油温升高。因此选用油液应按厂家推荐的牌号及机器所处的工作环境、气温因素等来确定。当液压元件和系统保养不便时，应选用性能好的抗磨液压油。

（3）污染严重。施工现场环境恶劣，随着机器工作时间的增加，油中易混入杂质和污物。受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合问隙中，会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度，使泄漏增加、油温升高。一般累计工作1 000 h时应当换油。换油时，注意不仅要放尽油箱内的旧油，还要替换整个系统管路、工作回路的旧油；加油时最好用150目以上的滤网，并按规定加足油量，使油液有足够的循环冷却条件。如遇因液压油污染而引起的突发性故障时，一定要过滤或更换液压系统用油。

（4）环境温度过高，并且高负荷使用的时问又长，都会使油温太高。应避免长时间连续大负荷地工作，若油温太高可使设备空载运转一段时问，待其油温降下来后再工作。

2.4 进空气

进空气对挖掘机液压油污染的危害是：产生空穴、气蚀作用，导致金属和密封材料的破坏；产生噪音、振动和爬行现象，降低液压系统的稳定性；使液压泵的容积效率下降，能量损失增大，液压系统不能发挥应有的效能；液压油导热性变差，油温升高，引起化学变化。

进空气的主要原因及其解决措施有：

（1）接头松动或油封、密封环损坏而吸入空气。液压系统应有良好的密封性，各接头应牢牢固定，并确保油箱密封完好，这样可防止外界空气进入而污染系统。

（2）吸油管路及连接系统的管路被磨穿、擦破或腐蚀而使空气进入。应合理设计液压系统结构，使管路走向布局合理化；要保持管路的清洁，减少外界腐蚀。

（3）加油时由于不注意而产生的气泡被带入油箱内并混入系统中。油箱中应设置专用元器件，减少系统气泡的生成。在回油管与液压泵吸油口之问应设置隔板，在吸油管上方设置一个气泡分离网，就可以分离大约90%的气泡。

3 故障诊断应遵循的一般原则及注意事项

3.1 应遵循的一般原则

当发生故障时，要根据不同机型的特点，充分利用设备自身的监控系统，具体问题具体分析，掌握有效的故障分析方法。在诊断时应遵循原则是“由外到内，由易到难，由简单到复杂”，故障诊断的顺序是：

查问资料(挖掘机使用说明书及运行、维修记录等)——了解故障发生前后的设备工作情况——外部检查——试车观察(故障现象、车上仪表)——内部系统检查(参照系统原理图)——仪器检查系统参数(流量、温度等)——逻辑分析判断——调整、拆检、修理——试车——故障总结记录。

挖掘机的故障有许多种，如遇较复杂的综合故障，应仔细分析故障现象，列出可能的原因逐一排除。

3.2 应注意的事项

（1）切忌对液压系统元件盲目拆卸。在没有详细分析之前，不要对液压系统元件盲目拆卸和调整。

（2）注意相关回路。动臂、斗杆、铲斗都有合流回路，要联系起来分析、判断。

（3）由于故障的多样性和复杂性，在排除故障的过程中应考虑其他因素，如机械、电气、控制线路等因素的影响。

（4）液压系统70%以上的故障是由于液压油的污染所致，因此在检修、拆卸时要特别注意液压元件及系统的清洁。

4 结束语

液压控制系统在挖掘机中的应用，之所以能获得如此广泛的重视，主要是因为挖掘机采用液压控制系统以后，对产品的很多性能带来极大的提高，降低了能耗，提高了控制性能，适应主机越来越复杂的工作要求。但同时要注意的是，液压传动是一个多元件组成的复杂系统，其保养维修难度比机械传动大得多，因此正确判断和排除挖掘机的液压传动系统故障，是挖掘机高效安全工作的重要保障。

[1]王 宁.浅谈工程机械液压系统泄漏原因及对策[J].一重技术，2006，（2）：65-67.

[2]佟晓飞.浅谈挖掘机液压系统故障的判断与排除[J].黑龙江科技信息，2009，（21）：16.

[3]李思鼎.中小型挖掘机液压系统故障的现场诊断[J].工程机械与维修，2004，（10）：144-145.