挖掘机维修入门 浅析挖掘机维修与保养技术

【挖掘机修理】挖掘机维修入门 浅析挖掘机维修与保养技术

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一、维修人员应该具备的基本常识
对挖掘机维修之前,要认真阅读随机的使用维护说明书,以对该机液压系统有一个基本的认识。目前,中小型挖掘机液压系统几乎都是由主油路和先导操纵油路两部分组成;主油路采用双泵双回路变量开式系统,先导操纵油路皆为定量系统。通过阅读技术资料,掌握其系统的主要参数,如主安全阀的开启压力、先导操纵压力和流量等;熟悉系统的原理图,掌握系统中各元件符号的职能和相互关系,分析每个支回路的功用;对每个液压元件的结构和工作原理也应有所了解;分析导致某一故障的可能原因;对照机器了解每个液压元件所在的部位,以及它们之间的连接方式。具体诊断故障时,应遵循“有外到内,先易后难”的顺序,对导致某一故障的可能原因逐一进行排查。
二、现场故障诊断
现场诊断液压系统故障的主要方法还是经验诊断法。经验诊断法即为,维修人员利用已掌握的理论常识和积累的经验,结合本机实际,运用“问、看、听、摸、试”手段,快速的诊断出故障所在部位和原因的一种方法。具体为:
1、问
“问”就是向操作手询问故障机器的基本情况。主要了解机器有哪些异常现象;故障是突发的还是渐发的;使用中是否存在违规操作,维修保养情况;液压油牌号是否正确及更换的情况;故障发生的时机,即是在工作开始时还是在作业一段时间后才出现的,等等。获得这些信息后,即可基本确定该液压系统所出现故障的特点。一般来说,突发性故障,
大多是因液压油过脏或弹簧折断造成阀封闭不严引起的;渐发性故障,则多数是因元件磨损严重或橡胶密封、管件老化而出现的。
如挖掘机开始工作时正常,但工作一段时间后出现动作变慢并伴随着噪声和油温升高(油温表指示数大于75°C)的现象时,在排除非油量不足、高温环境不长时间大负荷作业、冷油器散热片污垢太多和风扇胶带打滑等原因外,则可能是泵或阀内漏造成的。例如,一台挖掘机,起初先导操纵压力正常,不久后其值下降。检查结果是,因先导泵的橡胶进油管受热折瘪,致使进油受阻造成的。
2、看
“看”就是通过眼睛查看液压系统的工作情况。如油箱内的油量是否符合要求,有无气泡和变色现象(机器的噪声、振动和爬行等常与油液中大量气泡有关);密封部位和管街头等处的漏油情况;压力表和油温表在工作中指示值的变化;故障部位有无损伤、连接渐脱落和固定件松动的现象。当出现液压油外漏的故障时,在排除紧固螺栓扭力不足或不均匀后,在更换可能已严重磨损或损坏的油封前,还应检查其压力是否超限。安装油封时,应检验油封型号和质量,并做到准确装配。
3、听
“听”就是用耳朵检查液压系统有无异常响声。正常的机器运转声响有一定的节奏和音律,并保持稳定。因此,熟悉和掌握这些规律,并保持稳定。因此,熟悉和掌握这些规律,就能准确地诊断出液压系统是否工作正常;同时,根据节奏和音律的变化情况,以及不正常声音产生的部件,就可确定故障发生的部件,就可确定故障发生的部位和损伤程度。如高音刺耳的啸叫声,通常是吸进了空气;液压泵的“喳喳”或“咯咯”声,往往是泵轴或轴承损坏;换向阀发出“哧哧”的声音,是阀杆开度不足;粗沉的“嗒嗒”声,可能是过载阀过载的声音。若是气蚀声,则可能是滤油器被污物堵塞、液压泵吸油管松动或油箱油面太低等。
4、摸
“摸”就是利用灵敏的手指触觉,检查压系统的管路或元件是否发生振动、冲击和油液温升异常等故障。如用手触摸泵壳或液压件,跟据冷热程度就可判断出液压系统是否有异常温升,并判明温升原因及部位。若泵壳过热,则说明泵内泄严重或吸进了空气。若感觉振动异常,可能是回转部件安装平衡不好、紧固螺钉松动或系统内有气体等故障。

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5、试
“试”就是操作一下机器液压系统的实行元件,从其工作情况判定故障的部位和原因。
(1)全面试。根据液压系统的设计功能,逐个做实验,以确定故障是在局部区域还是在全区域。如全机动作失灵或无力,则应首先检查先导操纵压力是否正常,离合器(连轴器)是否打滑(松脱),发动机动力是否足够,液压油油量是否充足和液压泵进口的密封情况。如一台挖掘机地故障症状仅表现为动臂自动下降,则故障原因可能在换向阀、过载阀或液压缸的油路之中,与液压泵及主安全阀无关。
(2)交换试。当液压系统中仅出现某一回路或某一功能丧失时,可与相同(或相关)功能的油路交换,以进一步确定故障部位。如挖掘机有两个互相独立的工作回路,每一个回路都有自己的一些元件,当一个回路发生故障时,可通过交换高压油管使另一泵于这个回路接通,若故障还在一侧,则说明故障不在泵上。
三、挖掘机维修方法
1、发动机转速下降
首先要测试发动机本身输出功率,如果发动机输出功率低于额定功率,则产生故障的原因可能是燃油品质差、燃油压力低、气门间隙不对、发动机的某缸不工作、喷油定时有错、燃油量的调定值不对、进气系统漏气、制动器及其操纵杆有毛病和涡轮增压器积炭。如果发动机输出动力正常,就需要查看是否因为液压泵的流量和发动机的输出功率不匹配。
液压挖掘机在作业中速度与负载是成反比的,就是流量和泵的输出压力乘积是一个不变量,泵的输出功率恒定或近似恒定。如果泵控制系统出现了故障,就不能实现发动机、泵及阀在不同工况区域负荷优化匹配状态,挖掘机从而将不能正常工作。此类故障要先从电器系统入手,再检查液压系统,最后检查机械传动系统。
2、工作速度变慢
挖掘机工作速度变慢主要原因是整机各部磨损造成发动机功率下降与液压系统内泄。挖掘机的液压泵为柱塞变量泵,工作一定时间后,泵内部液压元件(缸体、柱塞、配流盘、九孔板、龟背等)不可避免的产生过度磨损,会造成内漏,各参数据不协调,从而导致流量不足油温过高,工作速度缓慢。这时就需要整机大修,对磨损超限的零部件进行修复更换。
但若不是工作时间很长的挖掘机突然变慢,就需要检查以下几方面。先查电路保险丝是否断路或短路,再查先导压力是否正常,再看看伺服控制阀-伺服活塞是否卡死以及分配器合流是否故障等,最后将液压泵拆卸进行数据测量,确认挖机问题所在。
3、挖掘机无力
挖掘无力是挖掘机典型故障之一。对于挖掘无力可分为两种情况:一种为挖掘无力,发动机不憋车,感觉负荷很轻;第二种为挖掘无力,当动臂或斗杆伸到底时,发动机严重憋车,甚至熄火。
①挖掘无力但发动机不憋车。挖掘力的大小由主泵输出压力决定,发动机是否憋车取决于油泵吸取转矩与发动机输出转矩间的关系。发动机不憋车说明油泵吸取转矩较小,发动机负荷轻。如果挖掘机的工作速度没有明显异常,则应重点检查主泵的最大输出压力即系统溢流压力。如果溢流压力测量值低于规定值,表明该机构液压回路的过载溢流阀设定值不正确,导致该机构过早溢流,工作无力。则可以通过转动调整螺丝来调整机器。
②挖掘无力,发动机憋车。发动机憋车表明油泵的吸取转矩大于发动机输出转矩,致使发动机超载。这种故障应首先检查发动机速度传感系统是否正常,检查方法与前文所述发动机检查方法类似。经过以上细致的检查与排除故障,发动机速度传感系统恢复正常功能,发动机憋车现象消失,挖掘力就会恢复正常。
4、"跳挡"的原因
(1)变速传动机构磨损W4-60型挖掘机上采用的是机械换挡变速的传动机构,这种传动机构是依靠滑动齿套在固定齿套上作轴向移动并与各挡的从动齿轮相啮合来实现换挡的。在频繁的换挡过程中,上述各啮合齿轮的轮齿端面易被磨成锥形,造成其啮合性能降低而导致"跳挡"。
(2)自锁机构的性能下降为防止变速器"跳挡",该型挖掘机在变速器的Ⅱ、Ⅲ挡和Ⅳ、Ⅴ挡拨叉轴上方的箱盖孔内和Ⅰ、倒挡拨叉内均安有起自锁作用的钢球及弹簧。当起定位自锁作用的弹簧其弹性减弱或折断时,自锁机构的自锁性能会下降直至消失,造成变速器"跳挡"。同时,定位钢球或拨叉轴上的凹槽若出现磨损,也可造成变速器"跳挡"。
(3)换挡装置调整不当该型挖掘机的变速器采用的是机械式人力换挡的方式,若变速杆、纵轴、横轴及竖固定螺钉松动亦可造成变速器"跳挡"。
(4)外界负载突然变化由于挖掘机的工作性质及该机自身的设计原因,外界负载的突然变化也会导致其变速器"跳挡"。当路面凸凹不平、机器作下坡行驶或行驶路线不当而使外界负载突然发生变化时,这种负载的突然变化会通过车轮、传动轴作用在变速器的挡位啮合齿轮上,使挡位啮合齿轮因产生轴向推力而脱开,造成变速器"跳挡"。
(5)操作方法不当挖掘机在坡道上行驶(尤其是下坡行驶)时,如果操作不当,也会导致变速器"跳挡"。
预防措施
(1)严格按照操作规程和驾驶要领进行操作,尽量避免换挡时"打齿",以减少齿轮副的磨损。
(2)严格实行保养制度,加强换挡装置的维护保养。当换挡装置杆系连接不当时应及时调整,确保换挡装置性能良好。
(3)注重对自锁机构的维修与保养,对定位作用降低或失去定位效能的定位钢球、弹簧及拨叉轴,应及时修复或更换,使自锁机构的自锁性能处于良好的状态。
(4)组装变速器时,应严格按操作规程进行操作,确保变速器各机件调整正确、紧定适当。较大的下坡路面时,驾驶员应严格按照下坡的动作要领进行操作,切不可违规。
应急处置方法
在挖掘机的行驶过程中,若出现变速器"跳挡"时,应及时使机器停机(或继续行驶),然后查找原因,排除故障。具体方法是:
(1)在平路上行驶时出现"跳挡",可按正常的停机要领停机,认真查找原因,排除故障。
(2)上坡行驶时出现"跳挡",可将挡位置于低-速位置或Ⅰ挡位置,待机器行驶到坡顶时再停机,排除故障;若减挡不成功或又一次出现"跳挡"时,应按坡道停机的动作要领及要求停机,然后排除故障。
(3)在下坡道上行驶时出现"跳挡",应按加挡的动作要领将挡位置于高-速的位置或采取"抢挡"(紧急减挡)措施,待机器行驶到坡底后再停机检查,排除故障;若"加挡"、"抢挡"不成功或又一次出现"跳挡"(此时为空挡)时,驾驶员可将发动机转速控制在中速(防止发动机熄火),采用"点刹"的方法使机器滑至坡底,然后排除故障。如果"加挡","抢挡"不成功或又一次出现"跳挡"(此时为空挡),并且机器又处在下大坡道时(此时机器会以很快的速度向坡底"俯冲"),应迅速地按照下坡停机的动作要领及要求停要,然后扣除故障。
5、动臂修复
检查挖掘机动臂侧板焊缝锈蚀裂纹时需要将焊缝表面漆层、锈蚀刮掉或打磨干净,观察时用小锤轻击焊缝,必要时可以使用放大镜观察。
产生裂纹的原因
挖掘机动臂侧板产生裂纹的原因:包括原焊缝本身有气泡、夹渣和微小龟裂,在挖掘机超负荷工作时,原焊缝处会产生微小裂纹并慢慢扩大;焊接时焊条与板材的性能不符而产生裂纹;因挖掘机动臂体积较大,难以采用可靠有效的加热保温措施,焊后未能彻底除去焊缝周边母材淬硬区,导致焊缝强度下降;挖掘机作业过程中振动冲击较大,焊缝处受力不均使焊缝开裂。
修复方法
焊前准备工作:用手砂轮将原焊缝裂纹处的油污、油漆、锈蚀等清除干净。用气刨机将焊缝裂纹刨割掉,刨割至侧板的本体,并将以往焊接的母材淬硬区清除干净。刨割后用角砂轮将切口打磨平整(内侧接口打磨出V形坡口),清洗、粉色检查后,确认裂纹已全部找到并清除干净。
根据现有维修条件,选用Φ5mm型号为E5015(J507)或E5016(J506)焊条,在350℃温度下烘烤2h,再在100℃保温,防止焊条吸潮,随用随取;焊接电流190~230A。由于挖掘机侧板厚度较大,焊接前应将焊接的部位预热至150~250℃;在焊接过程中,可采用分段、对称、倒退法施焊;在焊缝冷却过程中应不断用手锤对焊缝金属进行敲击,以消除应力;在侧板转角处施焊时,为避免、起落弧缺陷,宜连续施焊,以改善连接处的受力状况。
焊接结束后,彻底清除飞溅物、焊渣和焊瘤等,焊缝余高不得大于2、5 mm。对焊缝进行磁粉探伤检查,不允许有裂纹等缺陷。
防焊缝锈蚀措施
将焊缝彻底打磨、除锈并涂以防锈漆。在挖掘施工现场,对于已有的锈蚀焊缝,可根掘实际情况选择手工除锈,缺点是工人劳动强度较大,人工费用较高;亦可采用酸洗除锈方式,即以有机酸为主要基科,配以缓蚀剂、表而活性剂、除锈剂、防锈剂和成膜剂等复合材料,调制成具有除锈、防锈和底漆功能的酸洗溶液,通过清洗达到除锈和防锈目的。
此外,在使用过程中,还应注意使挖掘机经常处于清洁和干燥的环境中,保持通风良好,及时排除侵蚀性气体和湿气。
6、挖掘作业过程中的常见故障
挖掘机在施工作业中经常出现的一些普遍的故障,如:挖机行走跑偏,原因可能为行走分配油封(又称中心回转接头油封)损坏;两个液压泵流量大小不一;一边行走马达有问题。液压缸快速下泄则可能为安全溢流阀封闭不严,或缸油封严重损坏等等。
7、挖掘机的日常保养
为了防止挖掘机的故障发生,在日常使用过程中需要十分注意对挖掘机的保养。
日常保养包括检查、清洗或更换空气滤芯;清洗冷却系统内部;检查和拧紧履带板螺栓;检查和调节履带反张紧度;检查进气加热器;更换斗齿;调节铲斗间隙;检查前窗清洗液液面;检查、调节空调;清洗驾驶室内地板;更换破碎器滤芯(选配件)。清洗冷却系统内部时,待发动机充分冷却后,缓慢拧松注水口盖,释放水箱内部压力,然后才能放水;不要在发动机工作时进行清洗工作,高速旋转的风扇会造成危险;当清洁或更换冷却液时,应将机器停放在水平地面上。
同时在启动发动机前需要检查冷却液的液面位置高度(加水);检查发动机机油油位,加机油;检查燃油油位(加燃油);检查液压油油位(加液压油);检查空气滤芯是否堵塞;检查电线;检查喇叭是否正常;检查铲斗的润滑;检查油水分离器中的水和沉淀物。
挖掘机在日常工作中遇到的故障还有很多,这里只是先容了较为常见的几类故障的维修方法,并且为了减少故障的发生,对挖掘机的日常保养是很重要的。只有做到保养和维护的双重保障,才能保障挖掘机更好的正常工作。

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四、挖掘机的定期保养
对挖掘机实行定期维护保养的目的是,减少机器的故障,延长机器使用寿命;缩短机器的停机时间;提高工作效率,降低作业成本。只要管理好燃油、润滑油、水和空气,就可减少70%的故障。事实上,70%左右的故障是由于管理不善造成的。
1、燃油的管理
要根据不同的环境温度选用不同牌号的柴油;柴油不能混入杂质、灰土与水,否则将使燃油泵过早磨损;劣质燃油中的石蜡与硫的含量高,会对发动机产生损害;每日作业完后燃油箱要加满燃油,防止油箱内壁产生水滴;每日作业前打开燃油箱底的放水阀放水;在发动机燃料用尽或更换滤芯后,须排尽管路中的空气。最低环境温度0℃-10℃-20℃-30℃柴油牌号0#-10#-20#-35#。
2、其它用油的管理
其他用油包括发动机油、液压油、齿轮油等;不同牌号和不同等级的用油不能混且;不同品种挖掘机用油在生产过程中添加的起化学作用或物理作用的添加剂不同;要保证用油清洁,防止杂物(水、粉尘、颗粒等)混入;根据环境温度和用途选用油的标号。环境温度高,应选用粘度大的机油,环境温度低应选用粘度小的用油;齿轮油的粘度相对较大,以适应较大的传动负载,液压油的粘度相对较小,以减少液体流动阻力。
挖掘机用油的选择:
容器 外界温度℃ 油液种类 更换周期h 更换量L 发动机油底壳
-35-20 CD SAE 5W-30 250 24
-20-10 CD SAE 10W
-20-40 CD SAE 10W-30
-15-50 CD SAE 15W-40
0-40 CD SAE 30
回转机构箱 -20-40 CD SAE 30 1000 5.5
减振器壳体 CD SAE 30 6.8
液压油箱 CD SAE 10W 5000 PC200型:239
PC220型:246
CD SAE 10W-30
CD SAE 15W-40
终传动 CD SAE90 1000 5.4

3、润滑油脂管理
采用润滑油(黄油)可以减少运动表面的磨损,防止出现噪声。润滑脂存放保管时,不能混入灰尘、砂粒、水及其它杂质;推荐选用锂基型润滑脂G2-L1,抗磨性能好,适用重载工况;加注时,要尽量将旧油全部挤出并擦干净,防止沙土粘附。
4、滤芯的保养
滤芯起到过滤油路或气路中杂质的作用,阻止其侵入系统内部而造成故障;各种滤芯要按照(操作保养手册)的要求定期更换;更换滤芯时,应检查是否有金属附在旧滤芯上,如发现有金属颗粒奕及时诊断和采取改善措施;使用符合机器规定的纯正滤芯。伪劣滤芯的过滤能力较差,其过滤层的面各人和材料质量都不符合要求,会严重影响机器的正常使用。
5、定期保养的内容
①新机工作250H后就应更换燃油滤芯和附加燃油滤芯;检查发动机气门的间隙。
②日常保养;检查、清洗或更换空气滤芯;清洗冷却系统内部;检查和拧紧履带板螺栓;检查和调节履带反张紧度;检查进气加热器;更换斗齿;调节铲斗间隙;检查前窗清洗液液面;检查、调节空调;清洗驾驶室内地板;更换破碎器滤芯(选配件)。清洗冷却系统内部时,待发动机充分冷却后,缓慢拧松注水口盖,释放水箱内部压力,然后才能放水;不要在发动机工作时进行清洗工作,高速旋转的风扇会造成危险;当清洁或更换冷却液时,应将机器停放在水平地面上。
③启动发动机前的检查项目。检查冷却液的液面位置高度(加水);检查发动机机油油位,加机油;检查燃油油位(加燃油);检查液压油油位(加液压油);检查空气滤芯是否堵塞;检查电线;检查喇叭是否正常;检查铲斗的润滑;检查油水分离器中的水和沉淀物。
④每100保养项目。动臂缸缸头销轴;动臂脚销;动臂缸缸杆端;斗杆缸缸头销轴;动臂、斗杆连接销;斗杆缸缸杆端;铲斗缸缸头销轴;半杆连杆连接销;斗杆、铲斗缸缸杆端;铲斗缸缸头销轴;斗杆连杆连接销;检查回转机构箱内的油位(加机油);从燃油箱中排出水和沉淀物。
⑤每250H保养项目。检查终传动箱内的油位(加齿轮油);检查蓄电池电解液;更换发动机油底壳中的油,更换发动机滤芯;润滑回转支承(2处);检查风扇皮带的张紧度,并检查空调压缩机皮带的张紧度,并作调整。
⑥每500h保养项目。同时进行每100和250H保养项目;更换燃油滤芯;检查回转小齿轮润滑脂的高度(加润滑脂);检查和清洗散热器散热片、油冷却器散热片和冷疑器散热片;更换液压油滤芯;更换终传动箱内的油(仅首次在500h时进行,以后1000h一次);清洗空调器系统内部和外部的空气滤芯;更换液压油通气口滤芯。
⑦每1000h保养项目。同时进行每100、250和500h保养项目;更换回转机构箱内的油;检查减振器壳体的油位(回机油);检查涡轮增压器的所有紧固件;检查涡轮增压器转子的游隙;发电机皮带张紧度的检查及更换;更换防腐蚀滤芯;更换终传动箱内的油。
⑧每2000h保养项目。先完成每100、250、500和1000h的保养项目;清洗液压油箱滤网;清洗、检查涡轮增压器;检查发电机、启动电机;检查发动机气门间隙(并调整);检查减振器。
⑨4000h以上的保养。每4000h增加对水泵的检查;每5000h增加更换液压油的项目。
⑩长期存放。机器长期存放时,为防止液压缸活塞杆生锈,应把工作装置着地放置;整机洗净并干燥后存放在室内干燥的环境中;如条件上所限只能在室外存放时,应把机器停放在排水良好的水泥地面上;存放前加满燃油箱,润滑各部位,更换液压油和机油,液压缸活塞杆外露的金属表面涂一薄层黄油,拆下蓄电池的负极接线端子,或将蓄电池卸下单独存放;根据最低环境温度在冷却水中加入适当比例的防冻液;每月启动发动机一次并操作机器,以便润滑各运动部件,同时给蓄电池充电;打开空调制冷运转5-10min。

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