文章標題:卡特H55液壓挖掘機液壓係統發熱問題改進實例

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(1)H55液壓挖掘機及故障

卡特H55液壓挖掘機使用了德國西馬克技術,采用了全液壓傳動及控製.整機運行快捷、靈活、挖掘效率高(每鏟挖掘2.5ni3).該車配置220馬力(1馬力-735.499W)柴油發動機一台,油源配置兩台A7VT0200型恒功率變量液壓泵.最高工作壓力30MPa,最大流量564L/min(可雙泵合流,給鬥杆缸、動臂缸和最大速度回轉提供油源).

某H55液壓挖掘機實際工作近半年,其故障率逐漸增高,甚至整車有時不能運行,經常工作0.5h後,就需停下檢修.

其主要故障:

①卡特挖掘機液壓係統溫度和設計溫度不符.在運行1500h後,工作30min.環境溫度為35度時,經遠紅外線測溫儀測量的整機主要部件溫度.

②挖掘機不能正常工作.整機速度減緩(如行走、回轉、動臂、鬥杆、挖掘等),甚至有些部件有時無動作,基本不能工作.

③密封不好.液壓缸及管接頭油封、密封損壞嚴重.

④油管和接頭經常爆裂.

⑤液壓泵損壞嚴重.

(2)挖掘機發熱故障原因

1)在環境惡劣及高溫情況下的工作狀態差.挖掘機工作現場環境惡劣,如當夏季環境溫度為35度時,工作現場溫度高.

2)工作環境不能和設計條件相符合.H55液壓挖掘機采用德國西馬克技術,設計中考慮的挖掘機工作環境溫度較低(25cC左右),適用於挖掘碎石及軟質土石,且屬間斷工作製度,進行基礎拆除時,混凝土體積大、硬度高,與設計條件不同,故原設計的液壓係統散熱設置較簡單,如油箱容量較小(400L);散熱冷卻器容量小,散熱麵積小(26m3);使用的散熱器為板翅式風冷型,這種散熱器通道易受油中膠狀物阻塞,且效果較差.另外,散熱器安裝於發動機頂部(發動機本身溫度較高,當環境溫度為35度時,發動機溫度為92度),故液壓係統幾乎不能通過冷卻器散熱.冷卻效果極差,這是液壓係統發熱的主要原因.

3)H55液壓挖掘機油源使用的是兩台A7VT0200恒功率變量柱塞泵.該泵具有功率大、使用壓力高、抗汙染能力強、結構緊湊、變量方式靈活等特點.為了了解液壓泵的損壞情況,首先對液壓泵作容積效率試驗,當液壓泵壓力加載至20MPa(油液溫度在500C)時．經測量計算,其容積效率為0.78.將液壓泵解體檢測,發現液壓泵旋轉剛體配流麵、缸體柱塞孔均已磨損,個別缸體柱塞孔與柱塞配合的最大間隙達0.08mm(應不大於0.02mm),泵內零部件有明顯的發黑,這是液壓係統油溫過高所致,是液壓泵磨損的主要原因.

根據現場的實際情況分析可知,H55挖掘機故障產生的主要原因是液壓係統過熱,因此引起了挖掘機液壓元件損壞,而使挖掘機不能正常工作.

(3)對挖掘機液壓係統的改進

1)增加散熱麵積.將油箱容積由原來的400L擴大至1200L,增大了油箱的儲油量及散熱麵積.

2)重新設計散熱器.改變原散熱器安裝位置(原散熱器安裝在發動機頂部),重新設計冷卻器通風道,以確保足夠的冷卻風量.

3)增加兩台散熱器,使散熱麵積由26m2擴大至52rr12.

4)改變液壓係統的散熱回油油路連接形式.原散熱器與一單向閥並聯安裝於回油油路上.當散熱器油路液阻增大,且液阻稍大於單向閥開啟壓力時,回油則未經散熱器就通過單向閥直接回油箱了.改變液壓係統的散熱回油油路,將新增加的兩台散熱器與原散熱器串聯安裝,則液壓係統回油全部通過並聯兩級散熱後回油箱,這樣保證了液壓係統回油的散熱效果.

H55液壓挖掘機經過改造後,在原現場使用工況良好,液壓係統油溫控製在80度以內,克服了液壓係統發熱引起的液壓元件及管道的損壞,提高了挖掘機的工作效率,降低了故障率,效果理想.