文章标题:卡特H55液压挖掘机液压系统发热问题改进实例

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(1)H55液压挖掘机及故障

卡特H55液压挖掘机使用了德国西马克技术,采用了全液压传动及控制.整机运行快捷、灵活、挖掘效率高(每铲挖掘2.5ni3).该车配置220马力(1马力-735.499W)柴油发动机一台,油源配置两台A7VT0200型恒功率变量液压泵.最高工作压力30MPa,最大流量564L/min(可双泵合流,给斗杆缸、动臂缸和最大速度回转提供油源).

某H55液压挖掘机实际工作近半年,其故障率逐渐增高,甚至整车有时不能运行,经常工作0.5h后,就需停下检修.

其主要故障:

①卡特挖掘机液压系统温度和设计温度不符.在运行1500h后,工作30min.环境温度为35度时,经远红外线测温仪测量的整机主要部件温度.

②挖掘机不能正常工作.整机速度减缓(如行走、回转、动臂、斗杆、挖掘等),甚至有些部件有时无动作,基本不能工作.

③密封不好.液压缸及管接头油封、密封损坏严重.

④油管和接头经常爆裂.

⑤液压泵损坏严重.

(2)挖掘机发热故障原因

1)在环境恶劣及高温情况下的工作状态差.挖掘机工作现场环境恶劣,如当夏季环境温度为35度时,工作现场温度高.

2)工作环境不能和设计条件相符合.H55液压挖掘机采用德国西马克技术,设计中考虑的挖掘机工作环境温度较低(25cC左右),适用于挖掘碎石及软质土石,且属间断工作制度,进行基础拆除时,混凝土体积大、硬度高,与设计条件不同,故原设计的液压系统散热设置较简单,如油箱容量较小(400L);散热冷却器容量小,散热面积小(26m3);使用的散热器为板翅式风冷型,这种散热器通道易受油中胶状物阻塞,且效果较差.另外,散热器安装于发动机顶部(发动机本身温度较高,当环境温度为35度时,发动机温度为92度),故液压系统几乎不能通过冷却器散热.冷却效果极差,这是液压系统发热的主要原因.

3)H55液压挖掘机油源使用的是两台A7VT0200恒功率变量柱塞泵.该泵具有功率大、使用压力高、抗污染能力强、结构紧凑、变量方式灵活等特点.为了了解液压泵的损坏情况,首先对液压泵作容积效率试验,当液压泵压力加载至20MPa(油液温度在500C)时．经测量计算,其容积效率为0.78.将液压泵解体检测,发现液压泵旋转刚体配流面、缸体柱塞孔均已磨损,个别缸体柱塞孔与柱塞配合的最大间隙达0.08mm(应不大于0.02mm),泵内零部件有明显的发黑,这是液压系统油温过高所致,是液压泵磨损的主要原因.

根据现场的实际情况分析可知,H55挖掘机故障产生的主要原因是液压系统过热,因此引起了挖掘机液压元件损坏,而使挖掘机不能正常工作.

(3)对挖掘机液压系统的改进

1)增加散热面积.将油箱容积由原来的400L扩大至1200L,增大了油箱的储油量及散热面积.

2)重新设计散热器.改变原散热器安装位置(原散热器安装在发动机顶部),重新设计冷却器通风道,以确保足够的冷却风量.

3)增加两台散热器,使散热面积由26m2扩大至52rr12.

4)改变液压系统的散热回油油路连接形式.原散热器与一单向阀并联安装于回油油路上.当散热器油路液阻增大,且液阻稍大于单向阀开启压力时,回油则未经散热器就通过单向阀直接回油箱了.改变液压系统的散热回油油路,将新增加的两台散热器与原散热器串联安装,则液压系统回油全部通过并联两级散热后回油箱,这样保证了液压系统回油的散热效果.

H55液压挖掘机经过改造后,在原现场使用工况良好,液压系统油温控制在80度以内,克服了液压系统发热引起的液压元件及管道的损坏,提高了挖掘机的工作效率,降低了故障率,效果理想.