Análisis de cinco causas de calentamiento en el sistema hidráulico de la excavadora Komatsu PC200

Para este tipo de averías, generalmente se recomienda empezar con un análisis interno del sistema hidráulico desde el exterior. Los motivos internos se deben principalmente a un diseño poco razonable del sistema. Se deben a factores como el emparejamiento poco razonable entre componentes, canales de tuberías estrechos, curvas múltiples, radios de curvatura pequeños y capacidad insuficiente del depósito de combustible. Estas cuestiones deben tenerse plenamente en cuenta durante la fase de diseño, de lo contrario dará lugar a deficiencias inherentes en el sistema hidráulico de la excavadora, que serán difíciles de superar una vez fabricado el producto.

(1) Calentamiento del sistema hidráulico causado por factores externos

El motor de la bomba hidráulica de la excavadora Komatsu PC200 está conectado a través de un amortiguador dentro de la caja del amortiguador. Al tratar un fallo de calentamiento del sistema hidráulico en una excavadora, se descubrió que el nivel de aceite en la caja del amortiguador era significativamente superior al tornillo del nivel de aceite observado (normalmente alrededor de 1,5 l). Este exceso de aceite generaba una gran cantidad de calor durante la rotación del amortiguador y lo transfería a la bomba hidráulica, provocando el calentamiento del sistema.

En este punto, el fallo puede eliminarse drenando el aceite del amortiguador hasta el nivel estándar. Hay dos razones para el alto nivel de aceite en la caja del amortiguador: en primer lugar, el operador rellena ciegamente el aceite; El segundo problema es el envejecimiento del sello de aceite en el extremo del eje de la bomba hidráulica, lo que provoca fugas de aceite hidráulico. Este último debe sustituirse retirando el tapón de la bomba hidráulica y sustituyendo el retén de aceite.

(2) La mala disipación del calor del radiador provoca una elevada temperatura del aceite.

Las principales formas de rendimiento deficiente de disipación de calor de los radiadores son: deformación u obstrucción de las aletas externas de disipación de calor, efecto de refrigeración deficiente; capacidad insuficiente del ventilador de refrigeración; la tubería interna del radiador de aceite hidráulico está obstruida. Además del juicio intuitivo, los dos primeros también se pueden deducir de la pequeña diferencia de temperatura entre las tuberías superior e inferior del radiador. En este momento, es necesario limpiar el disipador de calor y apretar la correa del ventilador. La determinación de la obstrucción de la tubería interna en los radiadores de aceite hidráulico se puede hacer mediante la instalación de manómetros en los conductos de aceite de entrada y salida del radiador y la comprobación de la diferencia de presión entre los dos. Si la temperatura del aceite es de alrededor de 45 ° C y la diferencia de presión es inferior a 0,12 MPa, se considera normal. Si es superior a 0,12 MPa, indica una obstrucción grave de la tubería de aceite y deben retirarse las cubiertas superior e inferior del radiador para despejar la tubería.

(3) El fallo de la válvula unidireccional del filtro de aceite hidráulico de retorno provoca el sobrecalentamiento del aceite hidráulico.

Del esquema del sistema hidráulico, se puede ver que la válvula unidireccional del elemento filtrante de aceite de retorno del sistema hidráulico está conectada a la salida del elemento filtrante de aceite de retorno en paralelo con el radiador de aceite hidráulico. Su función es abrir automáticamente cuando la diferencia de presión del radiador de aceite de retorno es superior a 0.185mpa, y cortocircuitar el radiador para formar el paso de aceite de retorno. En el trabajo práctico, debido a la instalación de la válvula en la parte inferior del elemento de filtro de aceite de retorno, es difícil de inspeccionar y mantener. Además, algunos operadores tienen una selección inadecuada de la calidad del aceite hidráulico, no cambian el aceite a largo plazo, y el deterioro a largo plazo, lo que ha causado una grave contaminación del aceite. Como resultado, la válvula se atasca en la posición normalmente abierta (algunos incluso la quitan sin autorización), y el radiador de aceite de retorno no tiene un efecto de disipación de calor, lo que inevitablemente conduce a una alta temperatura del aceite. Compruebe si esta válvula está atascada cada vez que cambie el aceite hidráulico.

(4) Selección inadecuada del grado de aceite hidráulico o mala calidad del aceite que provoca una temperatura elevada del aceite.

En los últimos años, se han producido múltiples incidentes de aumento de la temperatura del aceite del sistema hidráulico debido al uso de aceite no conforme o falsificado. Por ejemplo, el uso indebido de aceite con alta viscosidad puede causar una pérdida excesiva de presión en el flujo de fluido, que se convierte en energía térmica y puede provocar un aumento excesivo de la temperatura; El uso indebido de aceite hidráulico con baja viscosidad también puede causar grandes fugas en la bomba hidráulica de trabajo y en los componentes hidráulicos, generando calor; Además, algunos fluidos de baja calidad tienen un rendimiento de viscosidad y temperatura pobre, son propensos a la emulsificación y cavitación durante la producción, y producen burbujas, que pueden generar altas temperaturas locales bajo alta presión de aceite hidráulico y exacerbar el desgaste de los componentes.

(5) Calentamiento del sistema causado por un ajuste incorrecto de las válvulas de presión en bombas y sistemas hidráulicos.

Como fuente de energía del sistema hidráulico, el estado de funcionamiento de la bomba hidráulica afecta el grado de calentamiento del sistema. Si la bomba principal de la excavadora PC200 es una bomba de émbolo, si la posición de ajuste entre la placa de distribución y el cuerpo del cilindro, las zapatas deslizantes, las placas inclinadas y el cuerpo del cilindro del émbolo en la bomba están desgastados, a menudo hace que la bomba hidráulica se caliente rápidamente. Esto se puede juzgar observando el calentamiento rápido y las características de ruido de la bomba. El método de reparación consiste en rectificar y reparar la superficie de contacto de sellado o sustituir las piezas que no se puedan reparar.

La bomba de control piloto de la excavadora PC200 es una bomba de engranajes, que proporciona aceite de presión de control de operación para el sistema y ajusta el desplazamiento de la bomba principal de acuerdo a los requerimientos de carga. Si la cara del extremo del engranaje de la bomba está desgastada o la holgura del diente es grande, la fuga interna aumentará, lo que hará que la bomba se caliente y afecte al funcionamiento normal de la bomba principal.

Una presión excesiva o insuficiente de la válvula de alivio también puede provocar el calentamiento del sistema hidráulico. Si la presión del sistema se ajusta demasiado alta, puede provocar que la bomba hidráulica funcione por encima de su presión nominal, sobrecargar la bomba y provocar un aumento de la temperatura del aceite; Por el contrario, si la regulación de la presión del sistema es demasiado baja, el mecanismo de trabajo experimentará con frecuencia el fenómeno de apertura y descarga de la válvula de desbordamiento bajo carga normal, provocando el desbordamiento y el calentamiento del sistema hidráulico.

El fenómeno de calentamiento del sistema hidráulico y sus peligros. El calentamiento del sistema hidráulico es un fenómeno de fallo común en las excavadoras, y también es un fallo blando complejo de analizar y tratar. En condiciones normales de funcionamiento, la temperatura del aceite del sistema hidráulico de la excavadora Komatsu PC200/400 debe estar por debajo de 60 o C (la temperatura de la bomba de aceite debe ser 5-10 o C más alta). Si excede significativamente este límite, se denomina calentamiento del sistema hidráulico. Las características del fallo son: cuando la excavadora trabaja en frío, varias acciones son normales. Después de aproximadamente una hora de funcionamiento mecánico, a medida que la temperatura del aceite hidráulico aumenta, los diversos actuadores de la excavadora'se vuelven débiles y lentos en la acción, especialmente cuando la fuerza de excavación es insuficiente y la marcha y el giro son difíciles. Si el fenómeno de calentamiento en el sistema hidráulico no puede ser tratado a tiempo, tendrá efectos extremadamente adversos en el sistema:

(1) La viscosidad del aceite disminuye, las fugas aumentan y el sistema se calienta, formando un círculo vicioso;

(2) Aceleran la oxidación del aceite, forman sustancias gelatinosas, obstruyen los pequeños orificios de los componentes, hacen que los componentes hidráulicos funcionen mal o se atasquen y dejen de funcionar;

(3) Envejecimiento y fallo de las juntas de goma y las mangueras;

(4) Intensificar el desgaste de la bomba de aceite y los componentes de la válvula hidráulica, e incluso inutilizarlos.

Ejemplo de análisis de fallos de calentamiento del sistema hidráulico en excavadoras. En general, para este tipo de averías, el primer paso debería ser comenzar con un análisis interno externo del sistema hidráulico. Las razones internas se deben principalmente a un diseño poco razonable del sistema. Debido a factores como el emparejamiento poco razonable entre componentes, canales de tuberías estrechos, curvas múltiples, radios de curvatura pequeños y capacidad insuficiente del depósito de combustible. Estas cuestiones deben tenerse plenamente en cuenta durante la fase de diseño, ya que de lo contrario se producirán deficiencias inherentes en el sistema hidráulico de la excavadora, que serán difíciles de superar una vez fabricado el producto.

2.1 El calentamiento del sistema hidráulico causado por factores externos, como el motor de la bomba hidráulica de la excavadora Komatsu PC200, se conecta a través de un amortiguador dentro de la caja del amortiguador. Al tratar un fallo de calentamiento del sistema hidráulico en una excavadora, se descubrió que el nivel de aceite en la caja del amortiguador era significativamente superior al tornillo del nivel de aceite observado (normalmente alrededor de 1,5L). Este exceso de aceite generaba una gran cantidad de calor durante la rotación del amortiguador y lo transfería a la bomba hidráulica, provocando el calentamiento del sistema. En este punto, la avería puede eliminarse drenando el aceite del amortiguador hasta el nivel estándar. Hay dos razones para el alto nivel de aceite en la caja del amortiguador: en primer lugar, el operador rellena ciegamente el aceite; El segundo problema es el envejecimiento del sello de aceite en el extremo del eje de la bomba hidráulica, lo que provoca fugas de aceite hidráulico. Este último debe sustituirse retirando el tapón de la bomba hidráulica y sustituyendo el retén de aceite.

2.2 Un rendimiento deficiente de disipación de calor de los radiadores puede causar altas temperaturas del aceite. Las principales formas de mal rendimiento de disipación de calor de los radiadores son: deformación o bloqueo de las aletas externas de disipación de calor, mal efecto de refrigeración; Insuficiente capacidad del ventilador de refrigeración; La tubería interna del radiador de aceite hidráulico está bloqueada. Además del juicio intuitivo, los dos primeros también se pueden deducir de la pequeña diferencia de temperatura entre las tuberías superior e inferior del radiador. En este momento, es necesario limpiar el disipador de calor y apretar la correa del ventilador. La determinación de la obstrucción de las tuberías internas en los radiadores de aceite hidráulico puede hacerse instalando manómetros en los conductos de aceite de entrada y salida del radiador y comprobando la diferencia de presión entre ambos. Si la temperatura del aceite es de unos 45 o C y la diferencia de presión es inferior a 0,12 MPa, se considera normal. Si es superior a 0,12MPa, indica una obstrucción grave de la tubería de aceite y deben retirarse las cubiertas superior e inferior del radiador para despejar la tubería.

2.3 El fallo de la válvula unidireccional del filtro de aceite de retorno hidráulico provoca el sobrecalentamiento del aceite hidráulico. Del esquema del sistema hidráulico, se puede ver que la válvula unidireccional del filtro de aceite de retorno del sistema hidráulico está conectada a la salida del filtro de aceite de retorno en paralelo con el radiador de aceite hidráulico. Su función es abrir automáticamente cuando la diferencia de presión del radiador de aceite de retorno es superior a 0.185MPa, y cortocircuitar el radiador para formar el paso de aceite de retorno. En el trabajo práctico, debido a la instalación de la válvula en la parte inferior del elemento de filtro de aceite de retorno, es difícil de inspeccionar y mantener. Además, algunos operadores tienen una selección inadecuada de la calidad del aceite hidráulico, no cambian el aceite a largo plazo, y el deterioro a largo plazo, lo que ha causado una grave contaminación del aceite. Como resultado, la válvula se atasca en la posición normalmente abierta (algunos incluso la quitan sin autorización), y el radiador de aceite de retorno no tiene un efecto de disipación de calor, lo que inevitablemente conduce a una alta temperatura del aceite. Compruebe si esta válvula está atascada cada vez que cambie el aceite hidráulico.

2.4 Selección inadecuada de los grados de aceite hidráulico o mala calidad del aceite que provoca una elevada temperatura del aceite. En los últimos años, se han producido múltiples averías debido al uso de aceite no conforme o de calidad inferior, lo que ha provocado un aumento de la temperatura del aceite del sistema hidráulico. Por ejemplo, el uso incorrecto de aceite con alta viscosidad puede causar una pérdida de presión excesiva en el flujo de fluido, que se convierte en energía térmica y puede provocar un aumento excesivo de la temperatura; El uso incorrecto de aceite hidráulico con baja viscosidad también puede causar grandes fugas en la bomba hidráulica de trabajo y en los componentes hidráulicos, generando calor; Además, algunos fluidos de baja calidad tienen un rendimiento de viscosidad y temperatura deficiente, son propensos a la emulsificación y cavitación durante la producción, y producen burbujas, que pueden generar altas temperaturas locales bajo una alta presión de aceite hidráulico y agravar el desgaste de los componentes.

Un ajuste incorrecto de la bomba y de la válvula de presión del sistema hidráulico puede provocar el calentamiento del sistema. Como la fuente de energía del sistema hidráulico, la condición de trabajo de la bomba hidráulica afecta el grado de calentamiento del sistema. Si la bomba principal de la excavadora PC200 es una bomba de émbolo, si la posición de ajuste entre la placa de distribución y el cuerpo del cilindro, zapatas deslizantes, placas inclinadas, y el cuerpo del cilindro de émbolo en la bomba está desgastado, a menudo causa que la bomba hidráulica se caliente rápidamente. Esto se puede juzgar observando el calentamiento rápido y las características de ruido de la bomba. El método de reparación consiste en rectificar y reparar la superficie de acoplamiento de sellado o sustituir las piezas que no se pueden reparar. La bomba de control piloto de la excavadora PC200 es una bomba de engranajes, que proporciona aceite a presión de control de funcionamiento para el sistema y ajusta el desplazamiento de la bomba principal de acuerdo con los requisitos de carga. Si la cara del extremo del engranaje de la bomba está desgastada o la holgura del diente es grande, la fuga interna aumentará, lo que provocará el calentamiento de la bomba y afectará al funcionamiento normal de la bomba principal. Una presión excesiva o insuficiente de la válvula de alivio también puede provocar el calentamiento del sistema hidráulico. Si la presión del sistema se ajusta demasiado alta, puede causar que la bomba hidráulica funcione por encima de su presión nominal, sobrecargar la bomba, y conducir a un aumento de la temperatura del aceite; Por el contrario, si la regulación de la presión del sistema es demasiado baja, hará que el mecanismo de trabajo experimente con frecuencia el fenómeno de apertura y descarga de la válvula de desbordamiento bajo carga normal, resultando en el calentamiento por desbordamiento del sistema hidráulico