掘機(jī)掉臂原因分析 

弄清原理細(xì)心排查掘機(jī)掉臂原因分析 弄清原理細(xì)心排查

　　之前和大家聊了關(guān)于"挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫"的問(wèn)題,很多挖掘機(jī)車(chē)主撥打電話咨詢關(guān)于"挖掘機(jī)掉臂"的故障,于是小編就整理了挖掘機(jī)前端工作裝置(Apparatus)容易出現(xiàn)的一些問(wèn)題,供車(chē)主們閱讀參考。
　　挖掘機(jī)掉臂原因
　　挖掘機(jī)的前端工作裝置(Apparatus)主要是鏟斗,而鏟斗的正常工作需要鏟斗油缸、斗桿油缸、動(dòng)臂油缸的相互配合,完成各種復(fù)合動(dòng)作。這些油缸上出現(xiàn)比較多的一個(gè)問(wèn)題就是泄壓的問(wèn)題,在工作中的體現(xiàn)可能為大臂掉臂、斗桿下落和鏟斗自動(dòng)松斗。
　　咱們可以先來(lái)了解一下挖掘機(jī)前端工作裝置的液壓系統(tǒng)(system)原理,以最常見(jiàn)的大臂油缸液壓回路為例。
　　進(jìn)油回路:液壓油由大泵至主控閥,經(jīng)過(guò)經(jīng)管路安全閥、保持閥后進(jìn)入油缸。
　　回油回路:油缸另一側(cè)液壓油經(jīng)主控閥至液壓油散熱(Cooling)器返回液壓油箱。
　　安全溢流閥
　　安全溢流閥,在挖掘機(jī)上也俗稱(chēng)管路安全閥,在挖掘機(jī)的液壓回路中是起保護(hù)左右的一類(lèi)閥。當(dāng)液壓回路中的壓力過(guò)高超過(guò)規(guī)定值時(shí),安全溢流閥內(nèi)的閥芯(隸屬閥體)被頂開(kāi),將液壓回路中一部分液壓油(Hydraulic)排入回油管道,使液壓回路壓力降低,防止因壓力過(guò)高而產(chǎn)生事故。
　　保持閥
　　以大臂油缸保持閥為例,大臂保持閥一般安裝在大臂油缸與大臂控制閥之間,其構(gòu)造由吸油安全(security)閥、先導(dǎo)閥及先導(dǎo)閥彈簧和、主控制滑閥、主控制滑閥彈簧組成,當(dāng)大臂油缸的操作桿處于中位也就是無(wú)動(dòng)作時(shí),保持閥能夠維持液壓（hydraulic)壓力,大臂不會(huì)因?yàn)樽灾囟陆岛蛢?nèi)縮。
　　大臂保持閥的作用相當(dāng)于液壓安全鎖,由于保持閥在正常作業(yè)時(shí)通過(guò)的流量較大,一般采用插裝閥結(jié)構(gòu)。
　　單向閥
　　單向閥應(yīng)用在挖掘機(jī)大臂液壓回路中也叫安全補(bǔ)油閥,其作用是防止液壓執(zhí)行元件因慣性而造成的異常高壓和吸空。挖掘機(jī)在工作過(guò)程中,液壓油缸在突然換向或是停止的情況下回因?yàn)閼T性等因素在某一腔內(nèi)產(chǎn)生異常高壓,在另一腔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生吸空,這時(shí)安全補(bǔ)油閥可釋放掉異常高壓,并對(duì)吸空的一腔進(jìn)行補(bǔ)油,防止兩者對(duì)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生損害。
　　單向閥的作用除了充當(dāng)補(bǔ)油閥還有一些其他的作用:
　　保持壓力:滑閥式換向閥都有間隙泄漏現(xiàn)象,只能短時(shí)間保壓。當(dāng)有保壓要求時(shí),可在油路上加一個(gè)液控單向閥,利用錐閥關(guān)閉的嚴(yán)密性,使油路長(zhǎng)時(shí)間保壓。
　　液壓缸的"支承":在液壓缸中,由于滑閥和管的泄漏,在挖掘機(jī)工作裝置的重力下,可能引起活塞和活塞桿下滑。將液控單向閥接于液壓缸下腔的油路,則可防止液壓缸活塞和滑塊(slide block)等活動(dòng)部分下滑。
　　實(shí)現(xiàn)液壓缸鎖緊:當(dāng)換向閥處于中位時(shí),兩個(gè)液控單向閥關(guān)閉,可嚴(yán)密封(seal)閉液壓缸兩腔的油液,這時(shí)活塞就不能因外力作用而產(chǎn)生移動(dòng)修理挖掘機(jī)的舊車(chē)修理是在修理時(shí)對(duì)車(chē)上拆

下的總成、組合件及零件，凡能修復(fù)的，經(jīng)修復(fù)后全部裝回原車(chē)。
　　大流量排油:液壓缸兩腔的有效工作面積相差很大。在活塞退回時(shí),液壓缸右腔排油量驟然增大,此時(shí)若采用小流量的滑閥,會(huì)產(chǎn)生節(jié)流作用,限制活塞的后退速度；若加設(shè)液控單向閥,在液壓缸活塞后退時(shí),控制壓力油將液控單向閥打開(kāi),便可以順利地將右腔油液排出。
　　了解了挖掘機(jī)前端工作裝置的液壓回路和主要液壓元件,現(xiàn)在咱們來(lái)分析一下挖掘機(jī)掉臂的原因。
　　當(dāng)前液壓挖掘（excavate)機(jī)使用的控制閥(Control valve)都是滑閥式,為了使滑閥式控制閥中的閥芯能夠正常切換,閥芯 和閥體之間必須存在一定的間隙,而有間隙就必然要存在泄漏。
　　如下圖所示,A1和B1口分別連接液壓油缸的無(wú)桿腔和有桿腔。在挖掘機(jī)工作或停放時(shí),A1或B1某側(cè)的液壓壓力會(huì)在自重的作用下升高（黃色區(qū)域）,此升高的壓力和藍(lán)色區(qū)域的接液壓油箱 通道之間會(huì)產(chǎn)生壓差,在此壓差的作用下液壓油會(huì)產(chǎn)生流動(dòng),通過(guò)閥芯和閥體間的間隙從黃色區(qū)域流到藍(lán)色區(qū)域。因?yàn)樯鲜龅挠鸵毫鲃?dòng),油缸會(huì)隨之發(fā)生向自重方向的位移,即產(chǎn)生"油缸 下沉"。
　　為了減少"油缸下沉"導(dǎo)致的工作不便,結(jié)合挖掘機(jī)的工作特點(diǎn),大多數(shù)挖掘機(jī)制造商都在控制閥上加裝了如下圖所示的鎖定閥。其工作原理可簡(jiǎn)單描述為在油缸和控制閥閥芯之間加裝了一個(gè)通過(guò)錐面密封的提動(dòng)頭。通過(guò)此鎖定閥提動(dòng)頭的作用把之前的間隙密封改為了錐面密封,大大降低了液壓油的泄漏,從而基本杜絕了液壓油缸的漂移。
　　但從液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)等因素考慮,所有的挖掘機(jī)制造商都只在小臂（斗桿）油缸有桿腔方向和大臂（動(dòng)臂）油缸無(wú)桿腔方向加裝了鎖定閥。通過(guò)這兩個(gè)鎖定閥的作用分別鎖定了小臂有桿腔的油液和大臂油缸無(wú)桿腔的油液,從而有效減少了小臂在外伸狀態(tài)下和大臂舉升狀態(tài)下 的油缸位移、下沉（上圖為小臂油缸鎖定閥工作原理圖）。
　　而在小臂收起狀態(tài)及通過(guò)大臂把車(chē)體抬起這兩種狀態(tài)下,因?yàn)榭刂崎y閥芯與閥體(valve body)間隙導(dǎo)致的油缸輕微位移并不影響挖掘機(jī)正常(normal)的工作,因此所有的挖掘機(jī)制造商在這兩個(gè)方向都沒(méi)有安裝鎖定閥,裝備出廠時(shí)也不對(duì)此方向的油缸下沉量做特別的專(zhuān)門(mén)檢測(cè)。并且此方向的下沉量會(huì)隨著挖掘機(jī)使用時(shí)間的增加、控制閥磨損增加有變大的趨勢(shì)。
　　除了前面講到的因控制閥閥芯和閥體間隙導(dǎo)致的油缸下沉量大以外,當(dāng)油缸油封破損或安全閥（作用：控制壓力不超過(guò)規(guī)定值）損壞時(shí)也會(huì)導(dǎo)致油缸下沉量增大。以小臂為例,當(dāng)小臂油缸油封出現(xiàn)破損時(shí),會(huì)出現(xiàn)小臂伸出狀態(tài)下的下沉量明顯過(guò)大,而此時(shí)小臂收起狀態(tài)時(shí)的下沉量并不會(huì)顯著（striking）增大。因此,當(dāng)出現(xiàn)上述小臂收起狀態(tài)下沉量大于伸出狀態(tài)時(shí)的下沉量時(shí),請(qǐng)不要試圖拆檢小臂油缸。如果出現(xiàn)小臂收起狀態(tài)下沉量非常(very much)快的情況,可以通過(guò)互換小臂油缸有桿腔和無(wú)桿腔側(cè)安全閥等方法判斷故障（fault）部位。
　　油缸油封損壞
　　我們知道,挖掘機(jī)油缸的有桿腔和無(wú)桿腔在理論上是嚴(yán)格密封隔離的,通過(guò)油缸活塞上的多個(gè)油封隔離油缸桿腔和無(wú)桿腔的液壓油,在長(zhǎng)期的高溫(high temperature)高壓運(yùn)動(dòng)下,油封容易產(chǎn)生變形老化磨損（零部件失效的一種基本類(lèi)型）和磨損,出現(xiàn)這樣的情況就會(huì)導(dǎo)致油缸內(nèi)泄,使得有桿腔的液壓油進(jìn)入無(wú)桿腔或是無(wú)桿腔的液壓油進(jìn)入有桿腔挖掘機(jī)維修對(duì)進(jìn)口挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)介紹得全

面、系統(tǒng)、具體維修挖掘機(jī)對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行定期的車(chē)輛清潔，

部件檢查潤(rùn)滑以及對(duì)受損零件的更換和維修等內(nèi)容，主要的目的就是為了有效地保證挖掘機(jī)的工作效果和良好

的技術(shù)狀態(tài)，避免出現(xiàn)由于零部件損耗而導(dǎo)致的故障發(fā)生，為人們的安全提供良好的保障。比較詳細(xì)地介紹了 液壓系統(tǒng)中的泵、閥、馬達(dá)、液壓缸以及輔助元件的結(jié)構(gòu)與工作原理,并

詳細(xì)地?cái)⑹隽烁鞑?件的拆卸和維修安裝方法。在各機(jī)型中,還系統(tǒng)地介紹了電子控制系統(tǒng)和故障診斷與排除 方

法。
　　但是無(wú)論質(zhì)量(quality)多好的油封都會(huì)存在一定量的泄露,只要在合理的范圍(fàn wéi)內(nèi)就可以正常使用,體現(xiàn)在挖掘（excavate)機(jī)大臂油缸(Cylinder)上叫做漂移量。一般的挖掘機(jī)大臂的自然下沉量在五分鐘內(nèi)下沉1-3公分屬于正常范圍。
　　閥內(nèi)泄
　　液壓回路上的閥,包括保持閥、溢流閥、單向閥、安全閥等,由于在工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生位移,在磨損后容易產(chǎn)生內(nèi)泄,造成挖掘機(jī)掉臂的現(xiàn)象。
　　排除故障（fault）的一般方法
　　之前咱們有說(shuō)到造成挖掘機(jī)掉臂的原因有很多,那么如何準(zhǔn)確查清楚一臺(tái)挖掘機(jī)的故障根源呢,咱們可以參考以下方法。
　　首先可以先對(duì)調(diào)油缸有桿腔跟無(wú)桿腔的安全閥,對(duì)調(diào)之后觀察故障現(xiàn)象是否消失,如果此時(shí)掉臂故障消失,則表示此前油缸無(wú)桿腔的安全閥內(nèi)泄嚴(yán)重,需維修或更換。
　　若是對(duì)調(diào)安全閥依然出現(xiàn)掉臂現(xiàn)象,可以檢查液壓油回油濾芯,觀察(Observed)濾芯上是否有橡膠碎片或是鐵屑,若是回油濾芯上存在橡膠碎片,那極大可能是油封磨損嚴(yán)重,需更換油缸油封后。
　　此后若是掉臂故障依舊,則需檢查液壓回路的保持閥,需拆開(kāi)檢查是否磨損嚴(yán)重,及時(shí)研磨修復(fù)或是更換保持閥。
　　在檢查和更換保持閥后若挖掘（excavate)機(jī)掉臂現(xiàn)象還存在,此時(shí)需拆開(kāi)主控閥,檢查液壓回路上的所有閥芯,及時(shí)修復(fù)(repair)或更換。
　　總結(jié):
　　挖掘機(jī)掉臂的故障是個(gè)常見(jiàn)的故障,大多數(shù)挖掘機(jī)出現(xiàn)掉臂的現(xiàn)象是由于油封磨損油缸(Cylinder)出現(xiàn)內(nèi)泄,在檢查的過(guò)程中可以優(yōu)先檢查簡(jiǎn)單的故障點(diǎn),主控閥內(nèi)各閥芯的磨損一般在挖掘機(jī)使用較長(zhǎng)時(shí)間之后才會(huì)出現(xiàn),并且維修主控閥是個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程,建議放在最后進(jìn)行檢查。
　　當(dāng)然,每一臺(tái)挖掘機(jī)掉臂可能故障原因都不一樣,所以無(wú)法對(duì)挖掘機(jī)掉臂給出一個(gè)故障原因的定論,本文提供的一些思路是針對(duì)解決這個(gè)故障的常規(guī)方法,希望對(duì)大家有所幫助,咱們的用戶很多都是液壓（hydraulic)系統(tǒng)的專(zhuān)家,如果大家有更好的方法或是建議可以在下方留言,跟大家分享您的好方法。