喻革

（湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

液壓缸是挖掘機(jī)上最核心的組成部件之一，它主要分布在挖掘機(jī)的各個(gè)力量傳動(dòng)部位，促進(jìn)挖掘機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換為挖掘勢(shì)能。常見的液壓缸分布在鏟斗、手臂連桿、轉(zhuǎn)動(dòng)臂等位置。挖掘機(jī)的正常挖掘作業(yè)需要這幾種液壓缸的相互配合才能完成整個(gè)挖掘工作，當(dāng)其中某一個(gè)缸體發(fā)生故障時(shí)，都會(huì)影響挖掘機(jī)的正常作業(yè)。因此避免挖掘機(jī)的液壓桿發(fā)生故障，可以在一定程度上提高挖掘機(jī)的作業(yè)效率。

常見的挖掘機(jī)液壓缸故障最多的是掉缸。造成掉缸的原因主要有液壓元件堵塞造成液壓油無(wú)法通過(guò)，器件之間的液壓油封由于老化等原因被破壞，液壓缸的閥芯出現(xiàn)磨損等。很多因素都會(huì)造成液壓系統(tǒng)泄漏導(dǎo)致液壓缸產(chǎn)生漂移造成液壓缸體無(wú)法發(fā)力，或缸體出現(xiàn)晃動(dòng)狀況，這種情況被稱之為掉缸。對(duì)于液壓機(jī)的掉缸有一定的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，液壓機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下往往不存在掉缸現(xiàn)象，但是當(dāng)液壓機(jī)在工作中吊起數(shù)噸重的物資時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其鋼鐵受力因此或多或少均存在一定的掉缸情況，當(dāng)?shù)舾琢刻幱谳^低水平時(shí)，該種狀態(tài)是可接受的，不影響挖掘機(jī)的正常工作，當(dāng)?shù)鯒U量達(dá)到一定的范圍，導(dǎo)致挖掘機(jī)無(wú)法正常工作或影響工作效率時(shí)，才被稱為掉缸故障。由于挖掘機(jī)的噸位不同，體量不同或挖掘機(jī)的型號(hào)不同，對(duì)掉缸的極限要求存在較大的差別。本文主要從液壓缸自身的因素、液壓系統(tǒng)的因素等方面來(lái)對(duì)液壓缸的掉缸故障進(jìn)行分析研究。

1 液壓故障的常見表現(xiàn)

由于作業(yè)環(huán)境以及機(jī)械比較復(fù)雜，因此有很多種原因會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。由于液壓傳動(dòng)的特性，比如液壓元件和輔助裝置因工作介質(zhì)（油液）的關(guān)系，液壓系統(tǒng)的核心部位都是在鐵殼內(nèi)部，無(wú)法像其他機(jī)械設(shè)備一樣通過(guò)簡(jiǎn)單觀察和外部監(jiān)查來(lái)尋找故障出現(xiàn)部位和故障的具體情況，因此在出現(xiàn)故障時(shí)，可能不止一種，而是多種故障同時(shí)出現(xiàn)，且電氣、液壓等因素都會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)故障。通常來(lái)講，液壓方面主要是元件安全故障和系統(tǒng)安全故障，運(yùn)行噪音高、系統(tǒng)壓力值波動(dòng)大、震動(dòng)頻率異常等都是常見的故障表現(xiàn)。常見造成汽車起重機(jī)液壓故障的原因大概分為三種。一是泄漏引起系統(tǒng)工作壓力下降過(guò)大。外泄漏可憑眼睛直觀觀察到，一般檢查元件殼體、管道破損和密封問題。內(nèi)泄漏只能通過(guò)儀器測(cè)量壓力、流量來(lái)確定。一般檢查配合間隙是否過(guò)大、油封密封性是否良好、工作介質(zhì)粘度過(guò)小、溫度過(guò)高等原因。二是系統(tǒng)中混入空氣引起的高頻振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生較大噪音。一是油泵進(jìn)油不暢引起的，產(chǎn)生原因：進(jìn)油管管徑太小、彎頭太多、管路太長(zhǎng)引起阻尼過(guò)大，濾油器過(guò)小或阻塞，補(bǔ)油泵故障，液壓泵距油箱液面過(guò)高、轉(zhuǎn)速過(guò)高等。二是工作介質(zhì)中混入了空氣。產(chǎn)生原因：油箱設(shè)計(jì)不合理、油箱液面過(guò)低、軟管有氣孔、液壓泵油封損壞、工作介質(zhì)選擇不合理、管接頭有漏氣、系統(tǒng)排氣不暢等。三是使用的元器件質(zhì)量較差，耐久度低，在工作過(guò)程中容易出現(xiàn)異常，導(dǎo)致機(jī)器運(yùn)行故障。

2 液壓缸自身因素造成掉缸

由于液壓缸經(jīng)常承受比較大的壓力，因此其密封性能必須要良好才能在使用是承受較大壓力。在液壓缸的零部件選配加工過(guò)程中必須要嚴(yán)格控制裝配精度在一定精度范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)存在一定的漏油，但是該部分油液會(huì)起到一定的減小摩擦的作用，但是漏油僅限于工作狀態(tài)下，在靜止?fàn)顟B(tài)下液壓桿不應(yīng)該存在漏油情況。

（1）液壓缸裝配。當(dāng)液壓缸在裝配時(shí)，由于差活塞桿與筒定心存在偏差，會(huì)導(dǎo)致活塞桿在伸縮時(shí)與周邊的密封原件存在較大的摩擦力，造成元件摩擦損壞等。當(dāng)密封原件的性能較差，導(dǎo)致密封件容易老化損傷或尺寸公差達(dá)不到需要的精度也會(huì)導(dǎo)致液壓缸存在漏液現(xiàn)象，也會(huì)間接的造成液壓缸掉缸。

（2）液壓缸內(nèi)泄漏與外泄漏。當(dāng)液壓缸發(fā)生泄漏時(shí)，內(nèi)部的油液會(huì)溢出會(huì)環(huán)境和造成一定的污染，當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候會(huì)造成機(jī)械設(shè)備無(wú)法正常工作，影響施工效率和工程進(jìn)度。液壓系統(tǒng)泄漏可以根據(jù)泄露方向不同分外漏和內(nèi)漏兩種。外泄漏是壓力油在承壓狀態(tài)下由于密封達(dá)不到要求造成油液從系統(tǒng)中泄露出來(lái)，由于密封失效或老化等一些原因，造成液壓油從高壓內(nèi)側(cè)流向低壓內(nèi)側(cè)影響機(jī)械的使用。常見的外泄故障不需要非常專業(yè)的檢測(cè)手段就可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)器處于滿載和空載時(shí)，依然有油液沿著機(jī)械臂外流或在地上有明顯的液壓油痕跡，則我們需要關(guān)注是否存在壓油外泄的情況。當(dāng)挖掘機(jī)在作業(yè)時(shí)無(wú)法發(fā)力，但外部機(jī)械又很干凈，不明顯的滲漏液現(xiàn)象，地面也無(wú)漏油現(xiàn)象，改種情況下要考慮是否存在液壓缸內(nèi)泄漏情況發(fā)生。這種情況下去檢查主控閥，挖掘機(jī)，主泵等若一切正常，而系統(tǒng)壓力又不夠穩(wěn)定，則可以判定為液壓缸內(nèi)泄。

（3）根據(jù)液壓缸溫升判斷。溫度是我們常用的對(duì)機(jī)械健康程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的指標(biāo)，因此在挖機(jī)使用前通常需要對(duì)機(jī)器進(jìn)行預(yù)熱，這時(shí)候要用專業(yè)的監(jiān)測(cè)溫度計(jì)對(duì)缸體的橫向和縱向溫度變化情況進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)。如果出現(xiàn)缸筒各個(gè)部件的溫度都大于常規(guī)值時(shí)，可能的原因是密封存在問題，造成機(jī)械負(fù)載過(guò)大，過(guò)載溢流頻繁從而引起設(shè)備溫度大幅升高。如果出現(xiàn)液壓缸的溫度上升不均勻，一種原因可能是活塞密封損壞造成油液內(nèi)泄，另一種可能是缸筒被拉傷或者被卡太緊，造成發(fā)生變形，摩擦力增大，阻力也增大，造成溫度不均勻升高。

（4）環(huán)境及其他因素。挖掘機(jī)通常被用于施工現(xiàn)場(chǎng)，工作環(huán)境往往比較惡劣，施工中濕度大、塵土大，周邊還會(huì)存在大量的沙石、鐵屑等堅(jiān)固物質(zhì)。這些堅(jiān)固物質(zhì)在活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)容易對(duì)液壓缸的活塞造成磨損或撞擊，同時(shí)由于環(huán)境中濕度較高，活塞桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦產(chǎn)生熱量，容易與空氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，造成活塞桿被氧化腐蝕，影響其剛度。因此需要在活塞桿上安裝可以根據(jù)活塞運(yùn)動(dòng)而隨著可伸縮的外部保護(hù)套，來(lái)防止活塞桿被外部物理?yè)p傷。

3 液壓系統(tǒng)引起液壓缸掉缸

（1）液壓系統(tǒng)控制閥壓力調(diào)整過(guò)低或密封不嚴(yán)。通常情況下，液壓系統(tǒng)在工作時(shí)的工作壓力影響著整機(jī)的工作運(yùn)行狀態(tài)和性能，一旦液壓系統(tǒng)的工作壓力發(fā)生異常情況，就會(huì)造成挖掘機(jī)處于異常工作狀態(tài)，這時(shí)候應(yīng)及時(shí)查看挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)主泵的工作壓力是否符合相關(guān)要求以及其先導(dǎo)壓力是否符合要求。如果液壓泵在工作狀態(tài)過(guò)程中造成內(nèi)部磨損嚴(yán)重，液體的泄漏量增大，就會(huì)使得液壓系統(tǒng)到工作時(shí)壓力降低。在某種情況下液壓系統(tǒng)內(nèi)控制閥被迫停留在全開的狀態(tài)時(shí)，液壓泵輸出的液壓油就會(huì)從溢流閥直接流入液壓油箱，從而使液壓系統(tǒng)在工作時(shí)無(wú)壓力。

（2）液壓油品質(zhì)。由于不同的機(jī)械設(shè)備使用環(huán)境不同，承受的壓力不同，機(jī)械型號(hào)不同等原因，會(huì)導(dǎo)致不同的工作場(chǎng)所所需要的液壓油型號(hào)具有很大的差異，因此根據(jù)實(shí)際情況選用合適的液壓油并且按照機(jī)器的最佳添加量來(lái)加注液壓油非常重要，同時(shí)應(yīng)根據(jù)使用頻率以及負(fù)載情況定期對(duì)液壓油進(jìn)行檢查，確保液壓油的清潔程度處于可接受范圍內(nèi)。在加注液壓油的時(shí)候需要專業(yè)的操作人員來(lái)實(shí)施，避免由于加注不科學(xué)或方式不對(duì)等原因?qū)C(jī)械設(shè)備造成傷害，在加注時(shí)千萬(wàn)避免在油液中混入了水分和一些其他雜質(zhì)導(dǎo)致油液不純。在日常維護(hù)中要定期對(duì)油液的顏色、狀態(tài)等進(jìn)行檢查，查看是否已經(jīng)變色，是否存在雜質(zhì)，是否有泡沫等非正常情況，要對(duì)情況進(jìn)行分析，找出原因及時(shí)解決，避免出現(xiàn)重大事故或?qū)C(jī)械造成重大損害。

（3）液壓油內(nèi)雜質(zhì)。由于液壓缸存在運(yùn)動(dòng)部件，因此在作業(yè)時(shí)缸體會(huì)存在摩擦情況，會(huì)有一些金屬物質(zhì)進(jìn)入到液壓油中，這些雜質(zhì)容易導(dǎo)致閥孔阻塞、閥芯磨損、密封圈磨損，從而導(dǎo)致液壓油發(fā)生泄漏。液壓油中出現(xiàn)雜質(zhì)是正常的也是無(wú)法避免的，造成原因也是多方面的，但是我們可以采取一定的措施減少雜質(zhì)發(fā)生，減少對(duì)機(jī)械的損害。在使用機(jī)器前要對(duì)機(jī)器進(jìn)行清理和檢查，將運(yùn)動(dòng)部件上的沙石、泥土等清理干凈，定期對(duì)液壓系統(tǒng)中的部件進(jìn)行檢查，對(duì)于老化損壞部件及時(shí)更換，密封圈檢查是否存在漏液情況，當(dāng)密封不嚴(yán)密時(shí)，要立即進(jìn)行更換，避免雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)。

4 常見液壓系統(tǒng)檢修方法

（1）元件故障檢測(cè)法。對(duì)于液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，我們可以從故障的現(xiàn)象依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷問題出現(xiàn)在哪個(gè)元件，然后對(duì)相應(yīng)元件進(jìn)行檢查。比如，對(duì)于動(dòng)力元件液壓泵，不出油、油量不足、壓力上不去。我們可以從以下幾個(gè)方面考慮：電動(dòng)機(jī)是不是反轉(zhuǎn)了；吸油管或過(guò)濾器堵塞了、軸向間隙過(guò)大、連接處混入空氣、液壓油粘度太大或溫度過(guò)高引起供油壓力上不去等。對(duì)于控制元件，根據(jù)閥的類型，對(duì)于壓力閥，檢修時(shí)最常見的就是壓力波動(dòng)，溢流閥可能是由于彈簧的剛度不足引起彈簧力不足等；減壓閥可能是由于油液中混入空氣、阻尼孔堵塞、閥芯在閥體中卡住等。對(duì)于執(zhí)行元件液壓缸，推力不足或工作速度逐漸下降甚至停止。最常見的是密封出現(xiàn)了問題，在進(jìn)行檢修時(shí)，需要確?；钊?shù)筋^，且排油接頭處處于開啟狀態(tài)，借助外力強(qiáng)行制動(dòng)活塞，當(dāng)供油壓力到達(dá)閾值時(shí)，觀察活塞情況。若活塞無(wú)變化，卻有少量的油液排出，則證明了其密封性較差，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)油液滲漏情況。需要注意的是，在對(duì)液壓缸進(jìn)行檢修時(shí)，要確保檢測(cè)次數(shù)，通過(guò)反復(fù)檢測(cè)來(lái)提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）感官檢修法。感官檢修法是專業(yè)的維修工程師利用看、摸、聞、聽、查的方式，根據(jù)個(gè)人積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，找到故障可能產(chǎn)生的原因和產(chǎn)生的地點(diǎn)，并提出經(jīng)濟(jì)合理的維修方案。

①通過(guò)直接觀察液壓系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程來(lái)判斷。一看工作介質(zhì)，觀察油液的狀態(tài)，表面是否有泡沫，粘度是否過(guò)大或過(guò)小，里面是否混有雜質(zhì)，油液是否低油標(biāo)線等；二是看泄漏，看管道接頭處、液壓缸、液壓泵等一些結(jié)合的地方是否有液壓油滲漏出來(lái)；三是看速度，看液壓缸等執(zhí)行元件的伸出或者縮回的速度是否正常；四是看壓力，要對(duì)機(jī)械作業(yè)過(guò)程中對(duì)各個(gè)測(cè)壓點(diǎn)的壓力情況進(jìn)行檢查，查看壓力情況是否一直在波動(dòng)，波動(dòng)是否存在一定的規(guī)律，是否在波動(dòng)允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)的壓力是否足夠穩(wěn)定，流量是否均勻等；五看振動(dòng)，在作業(yè)過(guò)程中看各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件在承受壓力后是否存在不規(guī)則或較大的震動(dòng)情況。

②通過(guò)摸的方式，前提一定是要保證足夠的安全，直接接觸部件。一是用手摸液壓泵、油箱和控制閥等元件的外表面，若短時(shí)間接觸能明顯感覺到燙手，超出了正常的溫度范圍，就應(yīng)檢查是元件故障還是冷卻等方面出現(xiàn)了問題；二是觸摸液壓管和運(yùn)動(dòng)元件，看是否存在不規(guī)則的高頻率振動(dòng)情況，要對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，找出故障原因；三是聞，通過(guò)對(duì)液壓油是否存在刺鼻氣味或臭味來(lái)判別液壓油是否已經(jīng)完全變質(zhì)，是否存在橡膠焦味來(lái)判斷橡膠件是否已經(jīng)老化或存在過(guò)度磨損的情況。

③通過(guò)聲音來(lái)判斷液壓系統(tǒng)的工作是否正常，快速找出發(fā)生故障的位置并及時(shí)進(jìn)行維修。一般有四聽：一聽噪聲，可以聽液壓泵、溢流閥、順序閥等元件工作狀態(tài)下發(fā)出的噪聲，和正常運(yùn)行狀態(tài)下的噪音進(jìn)行比較，判斷是否過(guò)大；耳聽聲音，仔細(xì)聽換向閥等控制元件是否會(huì)發(fā)生敲擊缸體缸蓋發(fā)出的巨大聲音，然后和正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行比較，查看是否聲音不對(duì)來(lái)找出故障。

④通過(guò)查，針對(duì)經(jīng)常性出現(xiàn)的故障，查閱以前的維修記錄，判定原因，是維護(hù)保養(yǎng)不到位、使用環(huán)境過(guò)于惡劣、還是操作不當(dāng)引起的。感官檢修法比較簡(jiǎn)單，可以不借助外界儀器設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的判斷和尋找，但對(duì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求較高，一般初學(xué)者很難使用該方法來(lái)尋找故障。

5 結(jié)語(yǔ)

挖掘機(jī)掉缸是挖掘機(jī)故障中的常見故障。對(duì)于不同的挖掘機(jī)掉缸情況存在不同的原因，在實(shí)踐中要根據(jù)實(shí)際的工作情況和故障情況進(jìn)行分析，找到故障源后進(jìn)行維修，在日常使用中也要注意對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期保養(yǎng)，避免出現(xiàn)重大事故后花費(fèi)較高維修費(fèi)用，影響作業(yè)進(jìn)度。