Анализ пяти причин нагрева гидравлической системы экскаватора Komatsu PC200
Для устранения таких неисправностей обычно рекомендуется начать с внутреннего анализа гидравлической системы снаружи. Внутренние причины в основном обусловлены нерациональным проектированием системы. Это связано с такими факторами, как нерациональное согласование компонентов, узкие каналы трубопроводов, многочисленные изгибы, малые радиусы изгиба и недостаточная емкость топливного бака. Подобные проблемы должны быть полностью учтены на этапе проектирования, иначе это приведет к врожденным недостаткам гидравлической системы экскаватора, которые будет трудно устранить после изготовления изделия.
(1) Нагрев гидравлической системы под воздействием внешних факторов
Двигатель гидравлического насоса экскаватора Komatsu PC200 подключен через амортизатор внутри амортизационной коробки. При устранении неисправности нагрева гидравлической системы экскаватора было обнаружено, что уровень масла в коробке амортизатора был значительно выше, чем на винте при наблюдаемом уровне масла (обычно около 1,5 л). Избыток масла при вращении амортизатора выделял большое количество тепла и передавал его на гидравлический насос, вызывая нагрев системы.
На этом этапе неисправность можно устранить, слив масло из амортизатора до стандартного уровня. Существует две причины высокого уровня масла в коробке амортизатора: во-первых, оператор вслепую доливает масло; вторая проблема - старение сальника на конце вала гидравлического насоса, что приводит к утечке гидравлического масла. Последнее следует заменить, сняв пробку гидравлического насоса и заменив сальник.
(2) Плохая теплоотдача радиатора приводит к высокой температуре масла
Основными причинами плохой теплоотдачи радиаторов являются: деформация или засорение внешних теплоотдающих ребер, плохой охлаждающий эффект; недостаточная мощность вентилятора охлаждения; засорение внутреннего трубопровода радиатора гидравлического масла. Помимо интуитивного суждения, первые два можно определить по небольшой разнице температур между верхней и нижней трубами радиатора. В это время необходимо очистить радиатор и подтянуть ремень вентилятора. Определить засорение внутреннего трубопровода в гидравлических масляных радиаторах можно, установив манометры во входном и выходном масляных каналах радиатора и проверив разницу давления между ними. Если температура масла составляет около 45 °С, а разница давлений не превышает 0,12 МПа, это считается нормальным. Если она превышает 0,12 МПа, то это свидетельствует о сильном засорении масляного трубопровода, и для прочистки трубопровода необходимо снять верхнюю и нижнюю крышки радиатора.
(3) Неисправность одностороннего клапана фильтра возврата гидравлического масла приводит к перегреву гидравлического масла
Из схемы гидравлической системы видно, что односторонний клапан фильтрующего элемента возвратного масла гидравлической системы подключен к выходу фильтрующего элемента возвратного масла параллельно с радиатором гидравлического масла. Его функция заключается в автоматическом открытии, когда разница давления в радиаторе возвратного масла превышает 0,185 МПа, и коротком замыкании радиатора для формирования прохода возвратного масла. В практической работе, из-за установки клапана в нижней части фильтрующего элемента возвратного масла, его трудно проверять и обслуживать. Кроме того, некоторые операторы неправильно выбирают качество гидравлического масла, долгое время не меняют масло и долгое время не ремонтируют, что приводит к серьезному загрязнению масла. В результате клапан застревает в нормально открытом положении (некоторые даже снимают его без разрешения), а радиатор обратного масла не имеет эффекта теплоотдачи, что неизбежно приводит к высокой температуре масла. Проверяйте, не заедает ли этот клапан при каждой замене гидравлического масла.
(4) Неправильный выбор марки гидравлического масла или низкое качество масла, вызывающее высокую температуру масла
В последние годы неоднократно происходили случаи повышения температуры масла в гидравлических системах из-за использования несоответствующего требованиям или контрафактного масла. Например, неправильное использование масла с высокой вязкостью может вызвать чрезмерную потерю давления в потоке жидкости, которая преобразуется в тепловую энергию и может привести к чрезмерному повышению температуры; неправильное использование гидравлического масла с низкой вязкостью также может вызвать большие утечки в рабочем гидравлическом насосе и гидравлических компонентах, выделяя тепло; кроме того, некоторые низкокачественные жидкости имеют плохие вязкостные и температурные характеристики, склонны к эмульгированию и кавитации в процессе производства, а также образуют пузырьки, которые могут создавать локальные высокие температуры под высоким давлением гидравлического масла и усугублять износ компонентов.
(5) Нагрев системы, вызванный неправильной регулировкой клапанов давления в насосах и гидравлических системах
Поскольку гидравлическая система является источником энергии, рабочее состояние гидравлического насоса влияет на степень нагрева системы. Если основной насос экскаватора PC200 является плунжерным, то при износе посадочного места между распределительной пластиной и корпусом цилиндра, скользящих башмаков, наклонных пластин и корпуса плунжерного цилиндра в насосе часто происходит быстрый нагрев гидравлического насоса. Об этом можно судить по быстрому нагреву и шумовым характеристикам насоса. Метод ремонта заключается в шлифовке и восстановлении уплотнительной сопрягаемой поверхности или замене деталей, не подлежащих ремонту.
Насос управления экскаватором PC200 представляет собой шестеренчатый насос, который обеспечивает систему маслом под давлением и регулирует объем главного насоса в зависимости от нагрузки. Если торцевая поверхность шестерни насоса изношена или зазор между зубьями велик, внутренняя утечка увеличится, что приведет к нагреву насоса и нарушит нормальную работу основного насоса.
Чрезмерное или недостаточное давление предохранительного клапана также может привести к нагреву гидравлической системы. Если давление в системе отрегулировано слишком высоко, это может привести к работе гидравлического насоса с превышением номинального давления, перегрузке насоса и повышению температуры масла; напротив, если давление в системе отрегулировано слишком низко, рабочий механизм будет часто испытывать явление открытия и разгрузки переливного клапана при нормальной нагрузке, что приведет к переполнению и нагреву гидравлической системы.
Явление нагрева гидравлической системы и его опасность. Нагрев гидравлической системы является распространенной неисправностью экскаваторов, а также сложной для анализа и устранения мягкой неисправностью. При нормальных условиях эксплуатации температура масла в гидравлической системе экскаватора Komatsu PC200/400 должна быть ниже 60 о С (температура масляного насоса должна быть на 5-10 о С выше). Если она значительно превышает этот предел, это называется нагревом гидравлической системы. Характер неисправности следующий: когда экскаватор работает в холодном состоянии, различные действия происходят нормально. Примерно через час механической работы, когда температура гидравлического масла повышается, различные исполнительные механизмы экскаватора' становятся слабыми и медленными в действии, особенно когда усилие выемки недостаточно, а ходьба и поворот затруднены. Если своевременно не устранить явление нагрева в гидравлической системе, это приведет к крайне негативным последствиям для системы:
(1) Вязкость масла уменьшается, утечка увеличивается, система нагревается, образуя замкнутый круг;
(2) Ускоряют окисление масла, образуют гелеобразные вещества, блокируют мелкие отверстия в компонентах, вызывают сбои в работе гидравлических компонентов, заедание и отказ в работе;
(3) Старение и выход из строя резиновых уплотнений и шлангов;
(4) Усиливает износ масляного насоса и компонентов гидравлического клапана и даже приводит их в негодность.
Пример анализа неисправностей нагрева гидравлической системы экскаваторов. Как правило, при таких неисправностях первым шагом должен быть внешний внутренний анализ гидравлической системы. Внутренние причины в основном связаны с нерациональным проектированием системы. Это связано с такими факторами, как нерациональное согласование компонентов, узкие каналы трубопроводов, многочисленные изгибы, малые радиусы изгиба и недостаточная емкость топливного бака. Подобные проблемы должны быть полностью учтены на этапе проектирования, иначе это приведет к врожденным недостаткам гидравлической системы экскаватора, которые будет трудно устранить после изготовления изделия.
2.1 Нагрев гидравлической системы, вызванный внешними факторами, такими как двигатель гидравлического насоса экскаватора Komatsu PC200, подключается через амортизатор внутри амортизационной коробки. При устранении неисправности нагрева гидравлической системы экскаватора было обнаружено, что уровень масла в амортизационной коробке был значительно выше, чем у винта при наблюдаемом уровне масла (обычно около 1,5 л). Избыток масла при вращении амортизатора выделял большое количество тепла и передавал его гидравлическому насосу, вызывая нагрев системы. На этом этапе неисправность можно устранить, слив масло из амортизатора до стандартного уровня. Существует две причины высокого уровня масла в коробке амортизатора: во-первых, оператор вслепую доливает масло; вторая проблема заключается в старении сальника на конце вала гидравлического насоса, что приводит к утечке гидравлического масла. Последнее следует заменить, сняв пробку гидравлического насоса и заменив сальник.
2.2 Плохая теплоотдача радиаторов может стать причиной высокой температуры масла. Основными причинами плохой теплоотдачи радиаторов являются: деформация или засорение внешних теплоотводящих ребер, плохой охлаждающий эффект; недостаточная мощность вентилятора охлаждения; засорение внутреннего трубопровода радиатора гидравлического масла. Помимо интуитивного суждения, первые два можно определить по небольшой разнице температур между верхней и нижней трубами радиатора. В это время необходимо очистить радиатор и подтянуть ремень вентилятора. Определить засорение внутреннего трубопровода в гидравлических масляных радиаторах можно, установив манометры во входном и выходном масляных каналах радиатора и проверив разницу давления между ними. Если температура масла составляет около 45 о С, а разница давлений не превышает 0,12 МПа, это считается нормальным. Если она превышает 0,12 МПа, это свидетельствует о сильном засорении масляного трубопровода, и для прочистки трубопровода необходимо снять верхнюю и нижнюю крышки радиатора.
2.3 Неисправность одноходового клапана фильтра возвратного масла гидравлической системы приводит к перегреву гидравлического масла. Из схемы гидравлической системы видно, что односторонний клапан фильтра возвратного масла гидравлической системы подключен к выходу фильтра возвратного масла параллельно с радиатором гидравлического масла. Его функция заключается в автоматическом открытии при разнице давлений в радиаторе возвратного масла более 0,185 МПа и замыкании радиатора для формирования прохода возвратного масла. В практической работе, из-за установки клапана в нижней части фильтрующего элемента возвратного масла, его трудно проверять и обслуживать. Кроме того, некоторые операторы неправильно выбирают качество гидравлического масла, долгое время не меняют масло и долгое время не ремонтируют, что приводит к серьезному загрязнению масла. В результате клапан застревает в нормально открытом положении (некоторые даже снимают его без разрешения), а радиатор обратного масла не имеет эффекта теплоотдачи, что неизбежно приводит к высокой температуре масла. Проверяйте, не заедает ли этот клапан при каждой замене гидравлического масла.
2.4 Неправильный выбор марки гидравлического масла или низкое качество масла, приводящие к высокой температуре масла. В последние годы возникло множество неисправностей, связанных с использованием несоответствующего требованиям или некачественного масла, что привело к повышению температуры масла в гидравлической системе. Например, неправильное использование масла с высокой вязкостью может вызвать чрезмерную потерю давления в потоке жидкости, которая преобразуется в тепловую энергию и может привести к чрезмерному повышению температуры; неправильное использование гидравлического масла с низкой вязкостью может также вызвать большие утечки в рабочем гидравлическом насосе и гидравлических компонентах, выделяя тепло; кроме того, некоторые низкокачественные жидкости имеют плохие вязкостные и температурные характеристики, склонны к эмульгированию и кавитации в процессе производства, а также образуют пузырьки, которые могут создавать локальные высокие температуры под высоким давлением гидравлического масла и усугублять износ компонентов.
Неправильная регулировка насоса и клапана давления гидравлической системы может привести к нагреву системы. Поскольку гидравлическая система является источником энергии, рабочее состояние гидравлического насоса влияет на степень нагрева системы. Если основной насос экскаватора PC200 является плунжерным, то при износе крепления между распределительной пластиной и корпусом цилиндра, скользящих башмаков, наклонных пластин и корпуса плунжерного цилиндра в насосе часто происходит быстрый нагрев гидравлического насоса. Об этом можно судить по быстрому нагреву и шумовым характеристикам насоса. Метод ремонта заключается в шлифовке и восстановлении уплотнительной сопрягаемой поверхности или замене деталей, не подлежащих ремонту. Насос пилотного управления экскаватора PC200 представляет собой шестеренчатый насос, который обеспечивает систему маслом под давлением для управления работой и регулирует объем главного насоса в зависимости от нагрузки. Если торцевая поверхность шестерни насоса изношена или зазор между зубьями велик, внутренняя утечка увеличится, что приведет к нагреву насоса и нарушит нормальную работу главного насоса. Чрезмерное или недостаточное давление в предохранительном клапане также может привести к нагреву гидравлической системы. Если давление в системе отрегулировано слишком высоко, это может привести к работе гидравлического насоса сверх номинального давления, перегрузке насоса и повышению температуры масла; напротив, если давление в системе отрегулировано слишком низко, это приведет к тому, что рабочий механизм будет часто испытывать явление открытия и разгрузки переливного клапана при нормальной нагрузке, что приведет к перегреву гидравлической системы.
