工程机械在现代工程建设中必不可少。工程机械能否正常工作直接关系到工程的质量和进度。由于工作环境复杂、条件恶劣,出现故障是难免的,这就要求操作者及修理人员能根据故障现象,迅速准确地判断出故障发生的原因及部位,并能尽快排除故障。
为了便于读者掌握工程机械故障原因分析方法、故障诊断方法和故障排除的基本要领,编者将长期以来处理工程机械故障的实践经验予以总结,编写成书。
第一节 工程机械故障
工程机械泛指基本建设工程所需的各类机械。如装载机、推土机、挖掘机、压路机、平地机、铲运机、稳定土拌和机、沥青与水泥混凝土摊铺机等。
工程机械虽然种类繁多,但它大多数都是由发动机(柴油机)、传动装置、制动系、转向系、行驶系以及电气设备和工作装置等组成。
工程机械的工作特点是工作负载大,行驶阻力大,发动机转速变化频繁,工作环境条件恶劣(如灰尘大、泥沙多等),短距离运行、停车变速制动转向频繁。在公路交通行业,根据公路修筑特点,工程机械又有连续作业时间长,维修条件差,燃、润料供应的清洁程度难以保证等特点,因而使工程机械的技术状况受到不同程度的影响。
这些工程机械在使用过程中,随着时间的延长,其技术状况逐步变坏,直至不能履行规定的功能,即为工程机械故障。
第二节 工程机械故障成因
工程机械在使用过程中与周围介质以及组成元件间产生互相作用,导致受载、磨损、生热,产生化学变化,使零件的尺寸、配合间隙、相互位置以及物理量等发生变化,改变了工程机械的初始状况。随着使用时间的延长,工程机械的技术状况日渐变差,致使部分或全部丧失工作能力的现象,即称为故障。
工程机械在使用过程中,故障成因一是由于机构本身。在工作过程中,组成元件间相互作用的结果,导致机件磨损、塑性变形、疲劳破坏。二是使用、维护或保管不当。工程机械工作环境条件恶劣,造成机件的腐蚀损坏。三是偶然的因素。技术状况变差,发展成故障。
一、工程机械零件损伤 1、工程机械零件的磨损
磨损是指两接触机件发生相对运动而产生接触摩擦,使表面物质不断损失的现象,称为零件的磨损。例如,发动机活塞与气缸发生相对运动时产生摩擦,摩擦的结果是使活塞、气缸套、活塞环等零件产生磨损。
机械零件从运行到报废的过程称为正常运行的磨损过程。一般将磨损过程分为三个阶段,即走合阶段、平稳磨损阶段和剧烈磨损阶段。
工程机械零件的磨损不是孤立产生的,是与它周围的物质互相联系和相互影响的。零件磨损程度,除与零件的材料有关外,还直接受到摩擦类型,零件相对运动的速度和承受的压力、润滑油的质量以及温度等条件的影响。
摩擦是现象,磨损是摩擦的结果,润滑是降低摩擦减少磨损的第一章 工程机械故障及成因重要措施,摩擦、磨损、润滑三者密切关联。
1)摩擦
摩擦的类型可分为干摩擦、边界摩擦和液体摩擦。
(1)干摩擦 干摩擦是指在无润滑的条件下,两物体直接接触发生的摩擦。
(2)边界摩擦 边界摩擦是指零件摩擦表面有极薄的油膜,这时的摩擦,称为边界摩擦。这种摩擦由于油膜极薄容易破坏,而油膜破坏后部分零件摩擦表面直接接触而加速零件磨损。
(3)流体摩擦 摩擦副的两摩擦面之间存在一层润滑油,它充当着摩擦表面的介质,使两摩擦面完全分隔而不接触,称为流体摩擦。
2)磨损
磨损的形式通常归纳为以下两种:
(1)机械磨损 工程机械许多动配合的零件,表面经过加工处理,看起来十分光滑,但实际上是比较粗糙的。当摩擦表面直接接触并受到压力时,表面的凸起部分会互相嵌人,在相对运动中,凸起部分便发生变形,最后形成金属微粒(金属屑)脱落。这实质上就形成了零件的磨损,这种磨损脱落的金属微粒,混入在润滑油中,形成了磨料。这些磨料夹在两零件的摩擦表面之间时,对零件的金属表面产生擦伤、刮削与研磨,加速了零件表面磨损,久而久之,零件的尺寸、形状发生了变化,使配合间隙增大,这就是磨料磨损。
(2)粘着磨损 摩擦副相对运动时,由于直接接触摩擦产生高温而相互焊接,接触表面的材料从一个表面移到另一个表面的现象称为粘着磨损。
粘着磨损主要是零件表面比较粗糙,在滑动摩擦时造成相接触的部分的单位压力很大,使零件之间的润滑油膜被挤破,形成局部干摩擦。当摩擦速度较高时,产生高温,使接触处局部瞬时熔化和熔合(类似焊接),摩擦后会造成将一零件表面的材料转移到另一零件的表面,这就是粘着磨损。
实践表明,工程机械技术状况变坏多半是因磨损所致。
磨损引起摩擦副的工作条件恶化,零件几何形状改变,配合间隙增大,润滑条件破坏,机件产生异常响声和振动。如发动机的活塞与气缸磨损后间隙增大,造成发动机工作时,敲缸、窜油、窜气、气缸压力减小,使发动机功率下降,耗油量增大,甚至出现不易启动等故障。又如液压工作系统机件磨损会造成漏油,使液压系统的执行元件工作无力,出现爬行等故障。
2.工程机械零件塑性变形
工程机械在使用过程中由于过载的作用,零件的质点位置发生变化,使零件要素的形状和位置也产生变化而不能自行恢复的现象,称为塑性变形。
工程机械零件塑性变形主要表现为弯曲、扭转等。零件变形后,易使工程机械出现异响等故障。例如:传动轴弯曲,行车时易出现振动而发生异响。发动机连杆扭转、弯曲,会引起活塞敲缸等故障。
零件变形的机理是零件受力后引起弹性变形,当外力消除后弹性变形可以恢复,若外力超过材料弹性的最大限度,则进入弹性塑性变形阶段;当外力消除后,变形不能全部恢复,这一部分保留下来的残余变形就是塑性变形。
3.工程机械零件疲劳破坏
工程机械在工作过程中,零件在较长时间内由于交变载荷的作用,产生裂纹,直至最后断裂或点蚀的现象称为疲劳破坏。
疲劳损坏多发生在承受交变载荷的齿轮、轴承、轴类、弹簧类以及杆类等零件上。由于交变接触压力的作用导致零件表层硬化出现初始裂纹,加之润滑油进人裂纹内产生压力的作用使裂纹扩展,直到最后产生断裂或凹坑(点蚀)。
齿轮疲劳损坏经常表现为点蚀或轮齿折断;轴承疲劳损坏常表现为点蚀,导致轴承不能
做正常滚动;轴类、杆类、弹簧类等零件的疲劳损坏常表现为折断。
4.工程机械零件腐蚀损坏
工程机械腐蚀损坏,是指零件通过化学作用而逐渐蚀损破坏的现象。
化学腐蚀是金属零件表面与化学物质反应而引起的损坏,如零件表面锈蚀,发动机的零件酸腐蚀等。
由于腐蚀引起金属零件表面材料损失,致使机械强度降低而发生故障;钢铁零件的表面锈蚀,致使配合副相对运动不灵活,严重时不能活动,即工程机械发生了故障。例如:履带推土机的转向离合器锈蚀严重时会失去转向作用。发动机气门与气门座的工作带蚀损,会造成气门关闭不严而漏气,致使发动机不易启动。
5.工程机械零件热损坏
工程机械零件热损坏,是指机械零件被烧焦和烧穿的现象,例如:电器件(灯泡、电线、线圈等)烧坏,电子元件(二极管、三极管等)烧穿或烧毁等;发动机气缸垫烧坏;离合器摩擦部分或行车制
动器的摩擦件烧坏,造成摩擦力矩减小,引起离合器打滑或制动不良。
二、引起损伤的原因
使用条件是引起损伤的主要原因。使用条件包括工程机械的作业场地条件、气候条件、运行油料条件、设计制造维护条件及操作水平等。这些条件如果差,都会引起工程机械故障发生。
1、作业现场条件差
(1)施工作业场地严重不平,使工程机械的载荷、速度、传递的扭矩等变化过大,形成了不稳定的工况。不稳定的工况一是会引起零件过载发生变形折断而损坏;二是由于过载易将零件表面的润滑油膜挤破而形成边界摩擦,甚至干摩擦,加速零件的磨损进程。
(2)灰尘和泥土多施工作业现场灰尘较大,虽然工程机械装有过滤装置,但灰土粒径小于0.05mm时,难于被过滤。当灰尘随空气或油液进入机械内,会形成磨料而加速零件的磨损,同时还容易堵塞油路而使故障发生率增加。灰尘和泥土对机架本身等机件腐蚀、磨损作用也较强,于是影响了工程机械的整体寿命。
(3)作业场地小由于施工场地小,工程机械工作的运行距离短,起步、加速、停车、转向频繁,易加速零件的磨损,使故障发生机会增多。 例如,当工程机械加速时,发动机载荷迅速增大,转速提高,但润滑油的供应滞后于载荷的增加,从而使配合副的摩擦条件恶化,加速了零件的磨损进程。此外,发动机转速变化幅度大且频繁,也是发动机机件磨损量增大,也使故障率升高的原因之一;工程机械起步、停车多时,制动系统和离合器工作频繁,制动系和离合器的机件寿命就会缩短,使故障率增加。
2.气候条件的影响 气温、湿度等对工程机械的技术状况影响也较大。例如:气温过低时机油粘度大而流动性差,不能及时到达摩擦表面,加速零件的磨损;柴油机在低温条件下工作,柴油雾化不良,使发动机工作失常,甚至还会失去流动性,致使发动机不能启动;工程机械液力传动部分和液压工作装置所用的液油,会因气温过低而流动性变差,致使液体传动装置(液力传动和液压传动)的工作可靠性变坏,轻者使液体传动装置工作不正常,甚至使液体传动装置不工作。
气温低时,会造成发动机的热交换率增大,发动机启动时会因热损失增大而启动困难。 蓄电池的环境温度低时,电解液的粘度增大,蓄电池容量减少,启动发动机时输出大电流时,蓄电池内因化学反应缓慢,蓄电池的电压下降速度较快,致使发动机不能正常启动。
当气温过高时,会使工程机械的运行材料的润滑油、燃油、液体传动工作油液等的粘度均会不同程度的减小,工作时易引起泄漏,从而影响润滑效果,加速机件的磨损进程。
3.劣质运行油料的影响
工程机械材料中的油料,主要指燃油、润滑油、液体传动用油等。这些油料品质低劣,
会使工程机械的工作可靠性差,或加速零件的失效而引起工程机械故障。
(1)燃油品质低劣 工程机械多数是以柴油发动机为动力装置,在此所说的燃油品质低劣系指轻柴油。
轻柴油是在柴油机压缩行程接近终了时,由喷油泵产生压力通过喷油器喷人燃烧室,与高温高压空气混合而自行燃烧。所以要求轻柴油应发火性好,低温时具有良好的流动性,不应含有机械杂质和水分等。如果轻柴油不易发火,延长着火落后期,会导致柴油机工作粗暴;柴油低温时流动性差,致使柴油机不易发动甚至不能发动;当柴油因保管不善等原因混人机械杂质和水分,会加速发动机、燃料供给系的机件磨损进程,同时还会堵塞油路,而使发动机工作的可靠性变差,或使发动机不能工作。
(2)润滑油品质低劣 润滑油泛指机油、齿轮油、润滑脂等。
润滑油以一定厚度的油膜附着在机件的摩擦表面将机件隔开,防止两机件的摩擦表面在不平处相互嵌入,使两机件的直接摩擦变为间接摩擦,同时润滑油还应具有散热、清洁等作用。因此,润滑油必须要有适当的粘度、油性足够的化学稳定性,不含酸类和机械杂质,并保证在摩擦表面形成坚固、稳定的吸附油膜。由此可知良好的润滑油不仅能减少机件摩擦阻力,同时还能减少机件的磨损,延长机件的使用寿命。如果润滑油品质低劣,则不会起到上述作用。
①粘度 粘度是液体在外力作用下发生层流时,液体分子之间的相互摩擦称为粘度。粘度是润滑油的主要特性之一。我国的石油产品,要求粘度随温度变化越小越好,若粘度随温度变化过大,会使润滑的可靠性变差。温度高时,机件的摩擦表面难以保证形成良好的油膜,导致零件磨损加剧,使工程机械提前进人故障区。粘度随温度降低而增大,会使润滑油的流动性变差,不仅对机件的运动阻力增大,同时摩擦副相对运动速度增大时,润滑油到达摩擦表面的滞后时间增长,从而导致摩擦表面不能及时润滑而加速了机件的磨损速度。
②抗热氧化安定性 润滑油抗热氧化安定性是指润滑油油膜在机件表面抗高温氧化的能力,以及阻止胶质产生的能力。抗热氧化安定性差的润滑油,当发动机温度高时,润滑油的氧化作用增强,产生胶质、沥青、酸质等有害物质,其特征是颜色变黑,粘度变大,发动机机件产生积炭和腐蚀物,同时润滑油的使用周期也大大缩短。由此表明,抗热氧化安定性差的润滑油不仅会影响机件的润滑效果,同时还会使润滑系的故障增加。
③腐蚀性 润滑油中含有微量的酸性成分,这种酸性成分对零件有一定的腐蚀性。特别是在有水分的条件下,其腐蚀作用更甚,所以对润滑油中酸性物质的含量要严格地加以。若劣质的润滑油中酸性物质含量过大,会使零件的使用寿命缩短。
④机械杂质和水分 混人润滑油中的机械杂质,会随润滑油流到零件摩擦副的摩擦表面,形成磨料磨损,于是加速零件的磨损进程。 润滑油中若渗人水分,会在油中形成悬浮液和泡珠,使润滑油的附着性变差,影响润滑效果,加速零件的磨损。因此,要严格控制润滑油产品中杂质和水分的含量。否则,对机件的寿命影响很大。
(3)润滑油选用的影响润滑油可分为发动机润滑油、齿轮油和黄油。 ①发动机润滑油按粘度的大小可分为4一5个牌号。选用时不仅应根据发动机的种类,同时还要根据气温变化情况进行选用冬季时,应选用粘度小的机油;夏季时,应选用粘度大的机油。冬季气温低时,错选用了粘度大的机油,会使机油流动性更差,在发动机内不仅造成曲轴旋转阻力过大,同时还会顺流,甚至还会使配合副的零件材料发生咬粘故障。流动性差使配合副的摩擦表面难以得到润滑油,而易造成配合副的机件磨损速度加剧。
另外,机油可分为汽油机润滑油和柴油机润滑油。如果柴油机错选用了汽油机润滑油,会影响零件的使用寿命,加速润滑油变质。
②传动用润滑油的选用传动润滑油有普通齿轮油(俗称黑油)和双曲线齿轮油。 普通齿轮油适用变速器、差速器和普通螺旋圆锥齿轮的减速器、转向器等。即普通齿轮油适用于
一般传动齿轮的单位压力较小的传动机构;双曲线齿轮油适用于传动齿轮的单位压力较大的传动机构,如驱动桥的双曲线主减速器齿轮和轮边减速齿轮传动等。如果以双曲线齿轮作为驱动桥的主减速器,应选用双曲线齿轮油,若错选用了普通齿轮油会因普通齿轮油承载能力差而易将油膜挤破,从而加剧了双曲线齿轮的磨损。
另外,传动用润滑油根据黏度可分为两个牌号,冬季用黏度小的牌号和夏季用黏度较高的牌号。若夏季错选用了冬季黏度小的润滑油,会在温度高时难以保证油膜的完整性,从而易使机件形成边界摩擦而加速了零件的磨损。
③润滑油脂 工程机械有很多摩擦部位由于外露、分散、不易加油和润滑油易流失等原因,故采用润滑脂来润滑。
工程机械常用钙基润滑脂、复合钙基润滑脂、石墨钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂和锉基润滑脂。
钙基润滑脂适用于各种机械设备,从常温到70cC,转速在3OOOr/min以下的各种轴承。 复合钙基润滑脂适用于高温、潮湿条件下工作的摩擦部件。
石墨钙基润滑脂适用于重载、低速的摩擦机件,如三轮压路机的驱动齿轮、挖掘机齿盘等。
钠基润滑脂适用于重载、低速的轴承润滑,但不适用于在水或潮湿的条件下工作。 钙钠基润滑脂适用工程机械的发电机和水泵轴承润滑。
锂基润滑脂有适用温度范围宽、抗水性好和使用期长的特点,广泛使用在轴承上和摩擦点上。
上述的润滑脂各有其特性,根据各自的特性各有其适用的范围,若要错用润滑油品种或牌号,将会影响零件的寿命。
4.液压与液力传动用油的影响
(1)液压用油的特点及其作用:液压用油是在高压、低速条件下工作,起润滑、散热、防锈和传递能量的作用。
(2)对液压用油的要求:
①要有合适的粘度和良好的粘温性能。油液粘度过小时,不仅会引起液压系统泄漏,难以保证液压系统的工作压力,同时还会加速磨损;粘度过大时,虽然引起泄漏的可能性减小,但因摩擦增加,而使功率损失增大。
②要有较强的润滑油膜,否则,会加剧零件的磨损。
③抗热氧化安定性要好,否则,会使液压油早期变质。变质的液压油多会腐蚀机件,堵塞油路,加速机件的磨损。
④抗泡沫性好抗泡沫性差的液压油会使油箱内油液泡沫增多,将使润滑条件变坏,加速油液的氧化。特别是对压力变化很大的高压系统,会产生动力传递的滞后现象,产生噪声、振动和工作不规则等故障。
⑤液压用油不应有机械杂质和腐蚀物。机械杂质混人液压油中会形成磨料,易加速液压元件的磨损;当液压油内含有腐蚀物时,易腐蚀液压元件。
5.设计制造、维修质量及操作水平的影响 由于设计制造、维修质量不佳或操作水平低劣,均会引起工程机械发生故障。
(1)设计制造的影响设计时,对工程机械结构的合理性和零件的寿命等都具有一定的要求。如果设计不合理,会使工程机械发生早期损坏。例如:有一台轮胎式推土机,驱动桥轮边减速齿轮,因轮齿折断而引起这台推土机的早期退役。设计时,对材料或工艺选用不当也会引起零件的早期损坏。 制造时,如果零件表面质量(表面质量是指零件表面的粗糙度)低劣(粗糙度大),易引起零件的疲劳损坏;制造零件时,如果有残余内应力、微观裂纹、铸造缺陷(砂眼、气孔、缩孔和缩松)、材料内有割裂的杂质等,均会在使用过程中使零件产生裂
纹或裂纹扩展,造成零件损坏,导致工程机械发生故障。 再则,装配时,配合副的间隙、紧固件的预紧度、零件的洁净度等,如果不符合客观实际要求,也会使工程机械发生故障。
(2)维护质量的影响工程机械在使用过程中技术状况逐渐变坏是难免的,但工程机械技术状况变坏的进程是可以控制的。这就需要对工程机械进行定期维护(日常维护、一级维护、二级维护)和非定期维护(走合维护和换季维护),并要保证维修质量。如果拖延维修期或维修质量差,均会加速工程机械技术状况变坏,甚至发生故障。
维护作业中心内容包括清洁、检查、润滑、调整、紧固等。 ①清洁 清洁是指机身和各滤清器等的清洁。如果机身不清洁,会加速机件的腐蚀;滤清器不清洁,则会造成油路、气路堵塞。
燃料滤清器堵塞,会造成来油不畅,甚至不来油,导致发动机不能正常工作,严重时发动机不能发动;空气滤清器堵塞会造成进气不良,使混合气变浓,影响发动机正常工作;润滑系滤清器堵塞,会使发动机的运动副润滑不良,加速机件磨损;液压系统的滤清器有堵塞时,随着堵塞程度增加,工作油液流量减小,从而影响了液压系统的执行机构不能正常工作。
②检查 检查是主动地对工程机械不良的技术状况及早发现,并采取相应措施,以免造成故障或事故。例如:紧固件松动,若及时检查,则能够有效地防止故障发生。
③润滑 工程机械应按技术文件要求进行润滑,如果不按规定润滑或不保证润滑质量,会使摩擦表面发生干摩擦和磨料磨损,从而加速了零件的磨损进程。
④调整 工程机械的配合副应有良好的配合间隙。如果配合间隙过大或过小时,应及时调整,否则会使工程机械的技术状况受到不良影响。例如,行车制动的车轮制动器制动间隙过大,如果不及时调整会影响制动效果,严重时会造成交通事故;又如,气门间隙过大,不仅会产生异响,同时还会使配气相位发生变化,影响发动机功率。
⑤紧固 对工程机械的紧固件,均应按技术文件规定的扭矩拧紧。对松动的紧固件,若不及时紧固,则会引起工程机械故障,甚至会引起事故发生。
在维护中除定期维护外,还有非定期维护,即走合维护和换季维护。
走合期维护,是因工程机械在制造时,零件的内表面或外表面难免留下刀痕,这些刀痕和凸起部分,会在走合时磨落成金属屑。这些金属屑应在走合维护时清除,如果留在零件摩擦表面成为磨料磨损,加速了机件的磨损进程。
走合期的检查、紧固、调整等工作也十分重要。否则,也是引起故障的主要因素。 换季维护,由于作业环境变化和季节变化,使环境温度变化较大时所进行的维护。如夏季转人冬季时,在临近冬季前,应更换适合当地气温的燃油(柴油机使用的柴油)、润滑油,并采取防寒保温措施等维护作业;冬季转入夏季时,也应更换适合夏季温度的燃油(柴油机使用的柴油)、润滑油,取消防寒措施等。如不进行换季维护,会引起工程机械的故障。 例如,工程机械在冬季作业时,发动机仍用‘V,号以上的柴油,多数会因柴油凝固而堵塞油路,使发动机不能正常工作,甚至使发动机不能发动或发动后自动熄火。夏季作业时,发动机润滑油选用的粘度较大,当进人冬季作业时,应换用粘度较小的润滑油,如果仍用粘度较大的机油,则多会使机油流动性变差,影响发动机润滑效果,加速零件的磨损。若夏季仍用粘度较小的润滑油,又会因气温过高而使润滑油粘度再度下降,在零件摩擦表面难以形成油膜,产生边界摩擦,甚至干摩擦,于是加速零件的磨损进程。
当气温变低时,若不采取防寒保温措施,会使发动机的工作温度降低,造成燃油雾化不良,影响发动机正常工作,润滑油会因温度过低而粘度大,使润滑油流动困难,影响润滑效果,加速零件摩擦部位的磨损;当气温升高时,不取消保温设备,会使发动机过热,使机油在发动机内因温度过高而难以形成油膜,导致运动副的摩擦表面润滑不良,加速机件磨损进程。
(3)操作水平的影响 操作水平高的驾驶员,能合理使用机械,并充分发挥机械的最大作
用,同时还能节约燃料和其他材料。
操作水平低的驾驶员,常会因操作不当而使机械零件损伤发生故障。例如,操作水平低的驾驶员,在加速时用力过猛,会使零件过载,发生塑性变形或折断。此外,低水平驾驶员常有不必要的动作,引起工程机械零件不必要的磨损和燃料消耗,加速了零件的疲劳损坏。
综上所述,工程机械技术状况变坏多数是由于零件损伤所致。
零件损伤又是因作业场地条件、气候条件、油料运行条件、设计制造维护条件及操作水平等条件差所致。
工程机械发生故障的规律一般分为三个阶段,即早期故障期、偶然故障期、耗损故障期。 早期故障期,是指新的或大修后的工程机械的走合期。在此阶段的特征是初始投入使用,故障率较高,而后随着使用时间延长(在走合期内不断维护),其故障率下降。
偶然故障期,是指工程机械走合期结束后,转人正常使用的有效寿命期。此阶段在正确维护和使用的条件下,没有特定的故障起主导作用,即使发生故障也是偶然的。
工程机械在使用期,其零件的磨损速度从理论上来讲,应处于平稳状态,加之按规定进行定期维护,并保证维护质量,按道理说一般不应发生故障,即使发生故障,也多是维护检查时难以发现的故障隐患,在作业时出现了意想不到的故障。这个阶段的故障发生率较低,故浴盆曲线图上的偶然故障的曲线比较平缓。
耗损故障期,是指工程机械的零件达到使用极限期。这个阶段因零件达到使用极限,往往出现的故障率高,故浴盆曲线图的耗损故障期的曲线是向上发展的。
第二章 怎样分析故障
分析故障是通过故障现象并用理论推导分析产生故障的原因。分析故障时,首先应掌握诊断对象的构造、工作原理以及有关的理论知识等,然后再通过现象看本质,从宏观到微观,一层一层地进行分析。
例如,轮胎式液压挖掘机传动离合器打滑,其现象是:车辆的行驶速度不能随发动机的转速提高而提高。其原因分析的思路应从离合器的作用、构造和工作原理开始。轮胎式液压挖掘机传动系的离合器,是采用双片干摩擦式离合器,它是靠摩擦来传递发动机转矩的,如果出现挖掘机行驶速度不能随发动机转速提高,必然是摩擦式离合器打滑之故。至于离合器为什么打滑,可根据构造和工作原理进行分析。
工程机械传动系的离合器是靠摩擦力矩来传递转矩的,摩擦离合器的摩擦力矩应有一定的储备系数,即离合器传动的摩擦力矩要大于发动机输出的最大转矩。否则,就会使动力传递不可靠。
离合器摩擦力矩大小取决于摩擦片的面数、摩擦片的平均半径和摩擦力的大小。摩擦片面数和平均半径是设计制造好的,已成为定值。那么,离合器打滑必然是摩擦力减小之故。
离合器摩擦力减小的原因是:离合器的摩擦力与压盘对摩擦片的压紧力(正压力)和摩擦系数成正比,如果压盘的压紧力减小或摩擦系数减小,或者两者均减小,均会使离合器摩擦力减小。摩擦力减小导致摩擦力矩减小,当摩擦力矩储备系数小于发动机输出转矩时,则离合器打滑。
离合器压盘的压紧力是靠压紧弹簧产生的,如果压紧弹簧因疲劳或受热引起塑性变形而弹力减小,则压紧弹簧的压紧性能衰退。如果离合器摩擦片磨损后变薄,压盘即会靠近飞轮,压紧弹簧伸长,根据压紧弹簧弹力与其自由长度为反比关系,所以弹簧弹力也会减小,致使离合器打滑。此外,离合器操纵机构(踏板自由行程或分离杆杠内端如果有调整不当或发生机械性卡滞)会压盘的工作行程,也就是了压紧弹簧的弹力释放,难以将摩擦片压紧,也会引起离合器打滑。
摩擦式离合器摩擦力的大小,除取决于压盘的压力外(正压力),与摩擦片摩擦系数的关
系也很大。离合器摩擦片应有较大的摩擦系数,如果摩擦片使用过久、摩擦表面烧蚀硬化、有油污或有水分时,均会使摩擦系数减小,从而导致离合器打滑。
通过上述分析,离合器打滑的原因有2个:一是压盘的压紧力减小(正压力减小),二是摩擦力减小。
有时分析故障原因时,也可采用边分析边查找,以逐渐缩小怀疑范围,直至最后确诊故障产生的原因和部位。
第三章 怎样诊断故障
第一节 机械故障的诊断方法
诊断就是通过故障现象,判断产生故障的原因及部位。诊断可分为主动诊断和被动诊断。主动诊断是指工程机械未发生故障时的诊断,即了解工程机械的过去和现在的技术状况,并能推测未来变化情况。被动诊断是指对工程机械已经发生故障后的诊断,是确诊故障产生的原因和部位。
诊断方法一般可分为两种:一种是人工直观诊断,另一种是用设备诊断。这两种诊断方法都是在不解体或拆下个别小的零件的条件下,来确定工程机械的技术状况,查明故障的部位及原因。
人工直观诊断,是通过人的经验或借助于简单工具、仪器,以听、看、闻、试、摸、测、问等方法来检查故障所在的方法。
(1)听 根据响声的特征来判断故障。辨别故障时应注意到异响与转速、温度、载荷以及发出响声位置的关系,同时也应注意异响与伴随现象。这样判断故障准确率较高。例如,发动机连杆轴承响(俗称小瓦响),它与听诊位置、转速、负荷有关,伴随有机油压力下降,但与温度变化关系不大;又如,发动机活塞敲缸与转速、负荷、温度有关。转速、温度均低时,响声清晰;负荷大时,响声明显,气门敲击声与温度、负荷无关。
异响表征着工程机械技术状况变化的情况,异响声越大,机械技术状况越差。老化的工程机械往往发出的异响多而嘈杂,一时不易辨出故障。这就需要我们平时多听,以训练听觉,不断地熟悉工程机械各机件运动规律、零件材料、所在环境,只有这样才能较准确地判断出故障。例如,我们平时在生活中所熟悉的锅、碗、瓢、盆等,尽管在洗测时响声嘈杂,但也能辨别出响的是什么餐具。
(2)看 直接观察工程机械的异常现象。例如,漏油、漏水、发动机排出的烟色,以及机件松脱或断裂等,均可通过察看来判别故障。
(3)闻 通过用鼻子闻气味判断故障。例如,电线烧坏时会发出一种焦糊臭味,从而根据闻到不同的异常气味判别故障。
(4)试 试乃为试验,有两个含义:一是通过试验使故障再现,以便判别故障;二是通过置换怀疑有故障的零部件(将怀疑有故障的零部件拆下换上同型号好的零部件),再进行试验,检查故障是否消除,若故障消除说明被置换的零部件有故障。
应该注意的是,有些部位出现严重的异响时,不应再做故障再现试验(例如,发动机曲轴部分有严重异响时,不应再做故障再现试验),以免发生更大的机械事故。
⑸摸 用手触摸怀疑有故障或与故障相关的部位,以便找出故障所在。例如,用手触摸制动鼓,查看温度是否过高,如果温度过高,烫手难忍,便证明车轮制动器有制动拖滞故障;又如,通过用手摸柴油机燃料供给系的高压脉动情况,以判别喷油泵或喷油器故障。
(6)测 是用简单仪器测量,根据测得结果来判别故障。例如,用万用表测量电路中的电阻、电压值等,以此来判断电路或电气元件的故障。又如,用气缸表测量气缸压力来判断气
缸的故障。
(7)问 通过访问驾驶员来了解工程机械使用条件和时间,以及故障发生时的现象和病史等,以便判断故障或为判断故障提供参考资料。例如,发动机机油压力过低,判断此类故障时应先了解出现机油压力过低是渐变还是突变,同时还应了解发动机的使用时间、维护情况以及机油压力随温度变化情况等。如果维护正常,但发动机使用过久,并伴随有异响,说明是曲柄连杆机构磨损过甚,各部配合间隙过大而使机油的泄漏量增大,引起机油压力过低。如果平时维护不善,说明机油滤清器堵塞的可能性很大。如果机油压力突然降低,说明发动机润滑系统油路出现了大量的漏油现象。
总之,通过了解情况,诊断故障目标明确,避免故障诊断的盲目性,使故障诊断较为准确、快捷。
诊断故障时,还应注意在使用中,工程机械故障发生率高低与使用时间的变化规律及其特点。
工程机械在使用初期(相当于走合期)其故障是由高到低(降曲线),使用初期故障率高低是随制造或维修质量和走合时期的使用有关,如果工程机械制造或修理质量高,并能正确地使用与维护,那么,初期故障率就低,否则早期故障率会高。早期故障多见是联接螺栓松动或松脱;管道接头松动或松脱;残留金属屑或铸造砂易堵塞油道或夹在相对运动摩擦副中拉伤机件(如液压系统中的执行机构油缸)造成漏油;调整后的间隙或压力发生变化,使机件不能执行规定能力;有些接合平面因螺栓不紧而漏水、漏油、漏气等。走合期结束后,进人正常使用阶段。工程机械在这个阶段内运行,只要按规定维护和正确使用,一般不会发生故障,即便发生故障,也是随机性的故障(这种故障具有隐蔽性,维护或检查中不易发现),所以故障率很低,曲线平缓微升。如果工程机械在正常使用期内发生故障,多属偶然性的或因使用、维护不当所致。当工程机械使用接近大修期时,各部件损耗增大,技术状况恶化。这个阶段的故障特点是故障率高,而且普遍,多数是因磨损过甚和零件老化所造成,油路中的堵、漏、坏现象出现较多。
另外,工程机械故障率的高低与季节有关。冬季低温使用机械时,故障率高于夏季。例如,燃料供给系在冬季常因气温低雾化不良,燃油易凝固发生油路堵塞而不易启动,或发动机运转时熄火等故障;润滑油流动性差,加速了机件磨损;蓄电池容量下降,造成发动机不易启动、制动不可靠、液体传动不正常等。
综上所述,诊断故障时,应根据故障发生的阶段和各阶段的故障特点来进行诊断,以提高故障诊断准确率和速度。
第二节 电气设备故障的诊断方法
电气设备的故障诊断有别于上述机械故障的诊断方法。工程机械的电气设备,主要包括电源设备(蓄电池、发电机及调节器) 用电设备(如启动机、电动机、灯光、信号及电器控制装置等)。电气设备故障多是短路、断路,及电气设备损坏、调整不当等故障。
诊断电气设备故障时,常采用的方法有短接法、试灯法、测量法(万用表)、刮火法、置换法、断线法等。从查找线路故障顺序还可分为:逆查法和顺查法。
第三节 怎样排除故障
所谓排除故障实际上是指以消除故障,恢复工程机械原状的实施过程。例如,电路导线折断,可重新接好;气门间隙过大,可调整使之符合规定;机件断裂,应予以焊接;损坏的机件,应予以更换。
参考文献:
1、焦福全.工程机械故障剖析与处理[M].北京:人民交通出版社,2000. 12
现场施工中的工程机械液压系统故障的诊断,往往受现场条件的,并且在出现故障后要求尽快排除,以免影响施工进度。本文介绍几种现场常用的工程机械液压系统故障诊断方法,供参考。 1. 直观检查法
对于一些较为简单的故障,可以通过眼看、手模、耳听和嗅闻等手段对零部件进行检查。
例如,通过视觉检查能发现诸如破裂、漏油、松脱和变形等故障想象,从而可及时地维修或更换配件;用手握住(特别是胶管),当有压力油流过时会有振动地感觉,而无油液流过或压力过低时则没有这种现象。另外,手摸还可用于判断带有机械传动部件地液压元件润滑情况是否良好,用手感觉一下元件壳体温度地变化,若元件壳体过热,则说明润滑不良;耳听可以判断机械零部件损坏造成的故障点和损坏程度,如液压泵吸空、溢流阀开启、元件发卡等故障都会发出如水的冲击声或“水锤声”等异常响声;有些部件会由于过热、润滑不良和气蚀等原因而发出异味,通过嗅闻可以判断出故障点。 2. 对换诊断法
在维修现场缺乏诊断仪器或被查元件比较精密不宜拆开时,应采用此法。先将怀疑出现故障的元件拆下,换上新件或其他机器上工作正常、同型号的元件进行试验,看故障能否排除即可作出诊断。如一台卡特E200B型挖掘机工作装置的液压系统工作压力,根据经验怀疑是主安全阀出了故障,遂将现场同一型号的挖掘机上的主安全阀与该安全阀进行了对换,试机时工作正常,证实怀疑正确。用对换诊断法检查故障,尽管受到结构、现场元件储备或拆卸不便等因素的,操作起来也可能比较麻烦,但对于如平衡阀、溢流阀、单向阀之类的体积小、易拆装的元件,采用此法还是较方便的。对换诊断法可以避免因盲目拆卸而导致液压元件的性能降低。对上述故障如果不用对换法检查,而直接拆下可疑的主安全阀并对其进行拆解,若该元件无问题,装复后有可能会影响其性能。 3. 仪表测量检查法
仪表测量检查法就是借助对液压系统各部分液压油的压力、流量和油温的测量来判断该系统的故障点。在一般的现场检测中,由于液压系统的故障往往表现为压力不足,容易查觉;而流量的检测则比较困难,流量的大小只可通过执行元件动作的快慢作出粗略的判断。因此,在现场检测中,更多地采用检测系统压力的方法。
又如,一台美国产RS-425型路拌机,故障现象为行走无力。检测时发现,当液压马达压力为10MPa时驱动轮不动,即马达不转动,这充分说明马达内部泄漏比较严重。拆检马达发现,配流盘和柱塞副磨损均很严重,表明判断正确。磨削配流盘、更换柱塞副,装配后试机时一切恢复正常。 4. 原理推理法
工程机械液压系统的基本原理都是利用不同的液压元件、按照液压系统回路组合匹配而成的,当出现故障现象时可据此进行分析推理,初步判断出故障的部位和原因,对症下药,迅速予以排除。例如,有一台卡特E200B型挖掘机,在没有工作载荷时启动正常,运转平稳和加速有力,但在正常工作载荷时发动机则冒黑烟、转速下降。根据无工作载荷时的情况,可排除发动机动力不足的故障,同时只能在液压系统中找原因。而根据正常工作载荷时的状况,可初步判断为发动机处于超负荷工作状态,这时就需要根据液压泵的工作原理进行分析。
该挖掘机的液压系统采用了双泵式恒功率变量系统,其原理如图1所示。
所谓“恒功率变量”是指液压泵的输出流量与压力能自动调节,并与发动机地功率相匹配,从而使发动机能正常工作在最佳工作点,发挥最大效率。因此,可以认为发动机的功率等于定值,发动机的输出功率N发等于液压泵地输入功率N入。
N入=PQ/612η
式中 P——液压泵的输出压力 Q——液压泵的输出流量
η——液压泵的工作效率
从公式可知,P与Q的关系是一个双曲线的关系(见图2曲线1),分析液压泵的结构知,决定这条关系曲线的位置及起调点的是发动机的功 率和变量液压缸调节弹簧的刚度。如果弹簧刚度发生变化,就改变了关系曲线的起调点(见图2曲线2);很显然,此时
N发=N入≥PQ/612η
因此,当工作装置正常工作时,即液压泵输出压力达到额定值时,而输出流量却未调至匹配值,发动机则处于超负荷的工作状态。经解体伺服液压缸发现,弹簧已折断,故造成了上述故障。更换弹簧后,工作恢复了正常。
对于现场液压系统的故障,可根据液压系统的工作原理,按照动力元件→控制元件→执行元件的顺序在系统图上正向推理分析故障原因。如果一挖掘机动臂工作无力,从原理上分析认为,工作无力一般是由于油压下降或流量减小造成的。从系统图上看,造成压力下降或流量减小的可能因素有:一是油箱,比如缺油、吸油滤油器堵塞、通气孔不畅通;二是液压泵内漏,如液压泵柱塞副的配合间隙增大;三是操纵阀上主安全阀压力调节过低或内漏严重;四是动臂液压缸过载阀调定压力过低或内漏严重;五是回油路不畅等。考虑到这些因素后,再根据已有的检查结果排除某些因素,缩小故障的范围,直至找到故障点并予以排除。
工程机械液压系统的故障诊断方法
(1)询问法
一般有6问:一问液压系统近期工作有哪些异常
现象,二问液压油最近的更换日期、更新油的品牌及标号,旧油的油样分析报告及滤网的清洁情况等;三问故障出现前,调压阀、调速阀、溢流阀、手动变量泵或马达等哪些元件调整过,怎样调整的,以及调整过程中伴随的现象;四问故 障出现前,液压元件是否维修或更换过,维修过程中是怎样拆卸、清洗、检查、修理、装配、调试的;五问故障出现前后,机器在作业过程中有哪些差别,例如作业效率等的差别;六问机器在以往使用过程中常出现哪些类型故障及排除经过,分析本次故障是否与其有关。 (2)手见觉法
一般要6看:一看作业速度,即看各种工况下液压系统执行元件(如液压缸或马达等)的运动速度有无变化或异常(如ZL50C型装载机正常情况下全负荷动臂提升时间不大于7.5s,空负荷铲斗前倾时间不大于2.5s),可判定液压系统油液流量状况;二看作业力量,即看各工作装置不同工况下的作业力量(如正常情况下,ZL50C型装载机额定负荷为5t;W4-6C型挖掘机动臂缸和斗杆缸的推力不小于250kN、拉力不小于l70kN,铲斗缸推力不小于170kN 、拉力不小于l 16kN),可确定液压系统油液的压力状况;三看油液质量,即通过油尺和检视窗看油液是否清洁 或变质,油量是否够用,油的黏度是否合乎要求及表面有无泡沫等,可评定油液可否再用;四看油液泄漏情况,即看液压系统各连接或密封部位是否渗漏或有油垢,五看振动频率,即看液压缸、液压泵或液压马达等运动元件工作过程中有无跳动、冲击等异常现象;六看作业稳定性, 即看机器各种工况的运行过程是否平稳,可确定各液压元件工作的稳定性。 (3)听觉法
一般有8听:一听有“嘶嘶”声或“哗哗”声,说明排油口或泄漏处存在较严重的漏油或进气现象;二听有“哒哒”声,可能是电磁换向阀电磁铁吸合不良,电磁铁的可动铁芯与固定铁芯间
有油漆片等污物阻隔,或是推杆过长;三听有“喳喳”或“咯咯”声,可诊断为泵轴承损坏、泵轴磨损严重或吸气所致;四听有“咣当、咣当”声,可判定为某些螺栓松动或某焊接处开焊;五听有高而刺耳的啸叫声(通常是吸进空气,可判断为滤油器堵塞,液压泵吸松动或油箱油面太低等;六听有尖而短的摩擦声,可能是两个接触面产生干摩擦,也可能是该部位拉伤; 七听有粗而沉的噪声,可诊断为液压泵或液压缸过载;八听有低而沉闷的冲击声,可判定为液压缸内有螺钉松动或有异物碰击等。 (4)触摸法
一般有4摸:一摸泵、马达、油箱和阀体等部件温度是否过高,正常温度一般低于80℃(较烫手但可忍受10s左右,温度为60℃左右;如手指只能瞬时接触且痛感加剧,温度在80℃以上); 二摸振动频率变换后是否稳定,改变转速后,于摸运动部件振动频率有明显变化,可确定运动部件的动平衡被打破;三摸液压泵转速不同时输路的脉动强弱及平稳性,确定泵的技术状态(正常时管路脉动强劲有力,频率稳定);四摸紧固部件、挡铁、 各连接部件、微动开关等的松紧度,以确定其是否影响系统运行。 (5)测量法
一般有6测:一测液压系统流速,计算工作装置的理论作业速度,如正常情况下TY220型推土机在运距40m时整机综合作业率效应为346m3/h;二测液压系统压力,计算工作装置的理论作业力量;三测液压系统各部位的流量,确定液压系统是否有堵、漏现象;四测液压系统液压油 温度,以确定液压回路中是否有摩擦、挤压部位;五测泵或马达的转速及容积效率,分析其泄漏量,确定其可否再用;六测液压油的质量,通过对油样杂质、黏度等因素的检测分析,对照标准可确定系统损坏的部位、类型及程度。 (6)查阅法
主要有两查:一查机器的技术档案,如使用说明书、维修指导书、零部件标准以及相关的资料,掌握其主要技术性能指标、使用注意事项、保养范围及时限等有关知识、装备交接记录、使用及换件保养记录、换季封存及综合评定记录等;二查履历书,了解机器交接及中修和大修记录等内容、日常使用时限和元件故障损坏情况,以及元件故障是属于使用问题还是制造问题。
工程机械的故障特点分析及诊断技巧
1、工程机械故障产生的阶段及特点 (1)工程机械使用初期阶段的故障特点。工程机械在使用初期(相当于走合期)其故障是由高到低(降曲线),使用初期故障率高低是随制造或维修质量..
1、工程机械故障产生的阶段及特点
(1)工程机械使用初期阶段的故障特点。工程机械在使用初期(相当于走合期)其故
障是由高到低(降曲线),使用初期故障率高低是随制造或维修质量和走合时期的使用有
关。如果工程机械制造或修理质量高,并能正确地使用与维护。那么,初期故障率就
低。否则早期故障率会高。
早期故障多地是联接螺栓松动或松脱;管道接头松动或松脱:残留金属屑或铸造砂
易堵塞油道或夹在相对运动摩擦中拉伤机件(如液压系统中的执行机构油缸)造成漏油,调
整后的间隙或压力发生变化,使机件不能执行规定能力,有些接合因螺栓不紧而漏水、
漏油、漏气等。
(2)工程机械正常使用阶段的故障特点。工程机械走合期结束后,进人正常使用阶
段。工程机械在这个阶段内运行,只要按规定维护和正确使用,一般不会发生故障,即
便发生故障,也是随机性的故障(这种故障具有隐蔽性,维护或检查中不易发现),所以故
障率很低,曲线平缓微升。如果工程机械在正常使用期内发生故障,多属偶然性的或因
使用、维护不当所致。
(3)工程机械使用接近大修期阶段的故障特点。当工程机械使用接近大修期时,各
部件损耗增大.技术状况恶化。这个阶段的故障特点是故障率高.而且普遍,多数是因
磨损过甚和零件老化所造成,油路中的堵、漏、坏现象出现较多。
(4)不同季节工程机械的故障特点。工程机械故障率的高低与季节有关。冬季低温
使用机械时,故障率高于夏季。例如,燃料供给系在冬季常因气温低雾化不良。燃油易
凝固发生油路堵塞而不易启动.或发动机运转时熄火等故障;润滑油流动性差,加速
了
件磨损;蓄电池漏电,造成发动机不易启动、制动不可靠、液体传动不正常等。
2、工程机械故障的经验诊断
诊断就是通过故障现象,判断产生故障的原因及部位。诊断可分为主动诊断和被动
诊断。主动诊断是指工程机械未发生故障时的诊断,即了解工程机械的过去和现在的技
术状况,并能推测未来变化情况。被动诊断是指对工程机械已经发生故障后的诊断,是
确诊故障产生的原因和部位。
诊断方法一般可分为两种:一种是人工直观诊断,另一种是用设备诊断。这两种诊
断方法都是在不解体或拆下个别小的零件的条件下.来确定工程机械的技术状况.查明
故障的部位及原因。
由于工程机械施工时.其施工现场一般远离修理厂所,如在施工现场出现故障,往
往不具备利用设备诊断的条件,这就需要维修人员凭借丰富的经验或借助于简单工具、
仪器,以听、看、闻、试、摸、测、问等方法来检查寻找故障。
(1)听:根据响声的特征来判断故障。辨别故障时应注意到异响与转速、温度、载
荷以及发出响声位置的关系,同时也应注意异响与伴随现象。这样判断故障准确率较
高。例如,发动机连杆轴承响俗称小瓦响),它与听诊位置、转速、负荷有关,伴随有机
油压力下降,但与温度变化关系不大,如,发动机活塞敲缸与转速、负荷、温度有关。
转速、温度均低时,响声清晰,负荷大时,响声明显,气门敲击声与温度、负载无关
异
响表征着工程机械技术状况变化的情况,异响声越大.机械技术状况越差。老化的工程
机械往往发出的异晌多而嘈杂.一时不易辨出故障。这就需要我们平时多听,以训练听
觉,不断地熟悉工程机械各机件运动规律、零件材料、所在环境,只有这样才能较准确
地判断出故障。
(2)看:直接观察工程机械的异常现象。例如。漏油、漏水、发动机排气的烟色,
以及机件松脱或断裂等,均可通过察看来判别故障。
(3)闻:通过用鼻子闯气味判断故障。例如,电线烧坏时会发出一种焦糊臭味.从
而根据闻到不同的异常气味判别故障。
(4)试:试就是试验,有两个含义:一是通过试验使故障再现,以便判别故障,二
是通过置换怀疑有故障的零部件(将怀疑有故障的零部件并主要介绍了工程机械故障的人
工直观拆下换上同型号好的零部件),再进行试验,检查故障是否消除。若故障消除说明
被置换的零部件有故障。应该注意的是,有些部位出现严重的异响时,不应再做故障再
现试验(例如,发动机曲轴部分有严重异响时,不应再做故障再现试验),以免发生更大的
机械事故。
(5)摸:用手触摸怀疑有故障或与故障相关的部位,以便找出故障所在。例如,用
手触摸制动鼓,查看温度是否过高,如果温度过高,烫手难忍.便证明车轮制动器有
制
动拖滞故障,又如,通过用手摸液压的振动在结合听液压系统的噪音便可判断系统
内有气等。
(6)测:是用简单仪器测量,根据测得结果来判别故障。例如,用万用表测量电路
中的电阻、电压值等,以此来判断电路或电气元件的故障。又如.用气缸表测量气缸压
力来判断气缸的故障。
(7)问:通过访问驾驶员来了解工程机械使用条件和时间,以及故障发生时的现象
和病史等,以便判断故障或为判断故障提供参考资料。例如,发动机机油压力过低,判
断此类故障时应先了解出现机油压力过低是渐变还足突变,同时还应了解发动机的使用
时间、维护情况以及机油压力随温度变化情况等。如果维护正常,但发动机使用过久,
并伴随有异响,说明是曲柄连杆机构磨损过甚,各部配合间隙过大而使机油的泄漏量增
大,引起机油压力过低如果平时维护不善,说明机油滤清器堵塞的可能性很大如果机油
压力突然降低,说明发动机润滑系统油路出现了大量的漏油现象。
3、结束语
诊断故障时,还应注意在使用中,工程机械故障发生率高低与使用时间的变化规律
及其特点。总之,通过了解情况,诊断故障目标明确,避免故障诊断的盲目性,使故障
诊断较为准确、快捷。
工程机械的故障特点分析及诊断技巧
2009-05-04 来源: 【 大 中 小】
分享到: 新浪微博 腾讯微博 搜狐微博 网易微博 QQ空间 百度空间 豆瓣网
1、工程机械故障产生的阶段及特点 (1)工程机械使用初期阶段的故障特点。工程机械在使用初期(相当于走合期)其故障是由高到低(降曲线),使用初期故障率高低是随制造或维修质量..
1、工程机械故障产生的阶段及特点
(1)工程机械使用初期阶段的故障特点。工程机械在使用初期(相当于走合期)其故
障是由高到低(降曲线),使用初期故障率高低是随制造或维修质量和走合时期的使用有
关。如果工程机械制造或修理质量高,并能正确地使用与维护。那么,初期故障率就
低。否则早期故障率会高。
早期故障多地是联接螺栓松动或松脱;管道接头松动或松脱:残留金属屑或铸造砂
易堵塞油道或夹在相对运动摩擦中拉伤机件(如液压系统中的执行机构油缸)造成漏油,调
整后的间隙或压力发生变化,使机件不能执行规定能力,有些接合因螺栓不紧而漏水、
漏油、漏气等。
(2)工程机械正常使用阶段的故障特点。工程机械走合期结束后,进人正常使用阶
段。工程机械在这个阶段内运行,只要按规定维护和正确使用,一般不会发生故障,即
便发生故障,也是随机性的故障(这种故障具有隐蔽性,维护或检查中不易发现),所以故
障率很低,曲线平缓微升。如果工程机械在正常使用期内发生故障,多属偶然性的或因
使用、维护不当所致。
(3)工程机械使用接近大修期阶段的故障特点。当工程机械使用接近大修期时,各
部件损耗增大.技术状况恶化。这个阶段的故障特点是故障率高.而且普遍,多数是因
磨损过甚和零件老化所造成,油路中的堵、漏、坏现象出现较多。
(4)不同季节工程机械的故障特点。工程机械故障率的高低与季节有关。冬季低温
使用机械时,故障率高于夏季。例如,燃料供给系在冬季常因气温低雾化不良。燃油易
凝固发生油路堵塞而不易启动.或发动机运转时熄火等故障;润滑油流动性差,加速了
件磨损;蓄电池漏电,造成发动机不易启动、制动不可靠、液体传动不正常等。
2、工程机械故障的经验诊断
诊断就是通过故障现象,判断产生故障的原因及部位。诊断可分为主动诊断和被动
诊断。主动诊断是指工程机械未发生故障时的诊断,即了解工程机械的过去和现在的技
术状况,并能推测未来变化情况。被动诊断是指对工程机械已经发生故障后的诊断,是
确诊故障产生的原因和部位。
诊断方法一般可分为两种:一种是人工直观诊断,另一种是用设备诊断。这两种诊
断方法都是在不解体或拆下个别小的零件的条件下.来确定工程机械的技术状况.查明
故障的部位及原因。
由于工程机械施工时.其施工现场一般远离修理厂所,如在施工现场出现故障,往
往不具备利用设备诊断的条件,这就需要维修人员凭借丰富的经验或借助于简单工具、
仪器,以听、看、闻、试、摸、测、问等方法来检查寻找故障。
(1)听:根据响声的特征来判断故障。辨别故障时应注意到异响与转速、温度、载
荷以及发出响声位置的关系,同时也应注意异响与伴随现象。这样判断故障准确率较
高。例如,发动机连杆轴承响俗称小瓦响),它与听诊位置、转速、负荷有关,伴随有机
油压力下降,但与温度变化关系不大,如,发动机活塞敲缸与转速、负荷、温度有关。
转速、温度均低时,响声清晰,负荷大时,响声明显,气门敲击声与温度、负载无关异
响表征着工程机械技术状况变化的情况,异响声越大.机械技术状况越差。老化的工程
机械往往发出的异晌多而嘈杂.一时不易辨出故障。这就需要我们平时多听,以训练听
觉,不断地熟悉工程机械各机件运动规律、零件材料、所在环境,只有这样才能较准确
地判断出故障。
(2)看:直接观察工程机械的异常现象。例如。漏油、漏水、发动机排气的烟色,
以及机件松脱或断裂等,均可通过察看来判别故障。
(3)闻:通过用鼻子闯气味判断故障。例如,电线烧坏时会发出一种焦糊臭味.从
而根据闻到不同的异常气味判别故障。
(4)试:试就是试验,有两个含义:一是通过试验使故障再现,以便判别故障,二
是通过置换怀疑有故障的零部件(将怀疑有故障的零部件并主要介绍了工程机械故障的人
工直观拆下换上同型号好的零部件),再进行试验,检查故障是否消除。若故障消除说
明
被置换的零部件有故障。应该注意的是,有些部位出现严重的异响时,不应再做故障再
现试验(例如,发动机曲轴部分有严重异响时,不应再做故障再现试验),以免发生更大的
机械事故。
(5)摸:用手触摸怀疑有故障或与故障相关的部位,以便找出故障所在。例如,用
手触摸制动鼓,查看温度是否过高,如果温度过高,烫手难忍.便证明车轮制动器有制
动拖滞故障,又如,通过用手摸液压的振动在结合听液压系统的噪音便可判断系统
内有气等。
(6)测:是用简单仪器测量,根据测得结果来判别故障。例如,用万用表测量电路
中的电阻、电压值等,以此来判断电路或电气元件的故障。又如.用气缸表测量气缸压
力来判断气缸的故障。
(7)问:通过访问驾驶员来了解工程机械使用条件和时间,以及故障发生时的现象
和病史等,以便判断故障或为判断故障提供参考资料。例如,发动机机油压力过低,判
断此类故障时应先了解出现机油压力过低是渐变还足突变,同时还应了解发动机的使用
时间、维护情况以及机油压力随温度变化情况等。如果维护正常,但发动机使用过久,
并伴随有异响,说明是曲柄连杆机构磨损过甚,各部配合间隙过大而使机油的泄漏量增
大,引起机油压力过低如果平时维护不善,说明机油滤清器堵塞的可能性很大如果机油
压力突然降低,说明发动机润滑系统油路出现了大量的漏油现象。
3、结束语
诊断故障时,还应注意在使用中,工程机械故障发生率高低与使用时间的变化规律
及其特点。总之,通过了解情况,诊断故障目标明确,避免故障诊断的盲目性,使故障
诊断较为准确、快捷。
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- 91gzw.com 版权所有 湘ICP备2023023988号-2
违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务