分析磁翻柱液位计和液压油高温的问题及解决方案
日期:2019-12-20 来源: 作者:
[ 摘 要 ]针对磁翻柱液位计和液压油高温报警的几个常见原因进行分析,并提出解决措施,可将液压油和磁翻柱液位计冷却液控制在适宜的温度,保证整机工作可靠性,延长机器使用寿命。
液压挖掘机是土石方工程施工的主要机种之一,广泛应用于矿山开采、道路与房屋建筑、管道铺设、水利电力工程、农田改造等工程,据统计土方施工工程中约 60% 以上是由挖掘机来完成的,所以市场需求量和保有量都十分巨大。但是由于液压挖掘机工作环境恶劣、负载变化快变化大、连续作业时间长,液压系统由于节流损失持续产生大量的热量,每当夏季来临,很多挖掘机都会面临液压油或者磁翻柱液位计冷却液高温导致的报警,尤其是使用多年的挖掘机。把液压油和磁翻柱液位计冷却液温维持在合理的范围内以保证机器的性能,是十分必要的。本文针对常见的原因,主要有以下几个方面进行简单总结分析,并提出解决方法。
1 散热器堵塞
这种原因是zui常见的。随着使用时间的增加,散热器表面难免产生积灰或者各种飞虫等杂物,尤其是春夏交替季节的杨柳絮,经常会大量吸附在散热器表面。积灰会影响散热器和空气的热交换速度,杂物会堵塞散热孔,影响散热进气量,从而造成高温报警。
这种情况需要将散热器前方护网拆卸后进行清洗干净,再用毛刷清洗散热器翅片,清理后再使用高压水清洗。如果翅片上油污较多,则需要在水中加入清洗剂(禁止使用酸性或强碱物质)。切勿直接使用高压水冲洗,以防杂物被冲入翅片间隙产生堵塞。
如果是电子风扇或者液压马达驱动风扇,可采用风扇反转的方式先将杂物吹出,然后使用清洗剂清洗。
2 冷却液或者液压油偏少
由于挖掘机液压系统属于超高压系统,而且管路众多,长时间使用经常会出现跑冒滴漏等现象造成冷却液或液压油偏少,不能及时有效地带走系统热量。
如果是液压油高温,需要将斗杆油缸完全缩回,铲斗油缸完全伸出,铲斗降至地面(图 1),再观察液压油箱液位计。如果液面低于zui低液位线,则需要添加液压油至液位计中位以上(图 2)。
如果是冷却液高温报警,则需要待冷却液温度下降至环境温度后,观察副水箱液位是否低于zui低刻度线(图 3)或观察孔(图 4),缺少时需添加冷却液至正常液位。
3 热风回流
散热器周圈都需要密封,以防止已经流过散热器的热风回到散热器进风一侧,但是随着工作时间增加,一些密封用的橡胶条或者海绵会产生老化甚至脱落,影响密封效果,尤其是拆解维修过的散热器及其附近封板。
此种情况zui简单检测方法就是将磁翻柱液位计转速调至zui高,并取消自动怠速,然后将手沿散热器进气侧周圈移动一圈,发现明显存在热风的地方补充密封胶条或海绵即可。
4 进风不畅
散热器进风一侧遮挡物较多,造成进风量不足,一般新散热器使用时没有问题,但是散热器脏了以及老化以后温度偏高。
系统热平衡后打开进风一侧侧门,如果开门时明显感觉到较大吸风阻力,而且发现水温和液压油温有明显下降(2℃以上),则可以断定是进风不畅。可在侧门上加工一些通气孔,并移走散热器前方其它遮挡物,以保证风道通畅。
5 风扇皮带打滑
风扇皮带都有一套涨紧装置,有些是手工调节(图 5),有些是自动涨紧(图 6)。随着使用时间增加,皮带老化以及涨紧机构松动都会导致涨紧力不足,风扇与皮带存在打滑现象(情况不严重时声音较小,易被磁翻柱液位计和液压系统等声音遮蔽,不容易察觉),从而造成进风量不足。
此种情况需要按照操作说明书检查皮带涨紧力是否满足要求,不满足时就需要调节涨紧力。
6 散热系统散热能力不足
这种情况比较复杂,可能有多方面原因。其一,各大主机厂进行产品开发时都会进行相关热平衡试验检测,但是由于检测样机数量少,可能仅在主机厂所在地进行测试,缺少高原地区(海拔超过 2 500m 地区)测试。而我国云贵、青海、西藏等很多地区海拔都超过 2 500m,西藏很多地区甚至达到 4 500m 左右。由于海拔越高,空气越稀薄,海拔 3 000m 地区空气密度仅有沿海平原地区的 70% 左右,所以引起散热系统散热能力不足,这是比较常见的。如果将机器运至低海拔地区,就不再出现高温报警。如果是短期在高原地区施工,可以不做处理,或者进行一些简单处理,如果是长期在高原工作就需要进行改造。
其二,由于产品开发周期短,热平衡试验时环境温度低(15℃以下),或者测试方法与实际作业工况不同导致的结果不可靠,夏季来临时就容易出现高温报警。
针对这两种情况,需要对散热系统进行改造,以提升散热能力,可分为以下几种情况。
1)仅有冷却液高温报警,而且超差量不大,可查看冷却液散热器上方盖子工作压力(图 7),如果是 90kPa 以下,可更换为 90kPa 型,高原地区更换为 120kPa 型。
2)散热器芯体尺寸足够,风扇尺寸比散热器小很多,因进风量不够导致的高温。可通过更换图5 手工调节机构 大尺寸风扇和导风罩来解决。但必须注意磁翻柱液位计风扇驱动轮的结构形式,通过 V 带或者多楔形皮带带齿面驱动的一般不存在打滑风险;如果是通过多楔带无齿面驱动的,则不宜加大太多,否则冬季或整机快速加载时容易出现打滑,产生“吱吱吱”的异响。同时还需要注意风扇叶尖和导风罩之间的间隙,经验表明,径向间隙(单边)控制在风扇直径的 2.5% 以内是较为理想的,如果风扇和导风罩都安装在磁翻柱液位计上可适当再缩小,但是不宜小于 10mm。
3)散热器芯体散热面积不足。这种情况就需要增大散热器散热面积,但是受已有机器的散热器安装空间限制,更适合加高或者加厚散热器,加厚散热器同时必须增加风扇功率来迫使空气流过。加高散热器必须对散热器上方机罩同步改进,而且改进时应避免热风回流至散热器吸风侧。
7 水散内部结垢
水垢会导致内部热交换变慢,冷却液高温报警。按照操作手册相关说明清洗散热器内部,然后重新加满冷却液。应避免直接使用自来水、河水、湖水作为冷却液,尤其是水硬度较高地区。
8 节温器故障
为了快速提升磁翻柱液位计冷却液温度,使之尽快达到适宜的工作温度,现在磁翻柱液位计都会配置节温器,当冷却液温度较低时,冷却液仅在磁翻柱液位计内部进行小循环,当冷却液温度超过节温器开启温度时,节温器会逐渐开启,冷却液将流经散热器进行冷却,进行大循环。一旦节温器故障,不开启或者部分开启,冷却液不能全部流过散热器进行散热,从而引发高温报警。
9 回油单向阀压力不匹配
流过工作油缸和马达及溢流的液压油温度一般较高,需要经过散热器降温后再回油箱,但是由于液压系统脉冲较大,为保护散热器,一般都会在进入散热器油口前端再增加 1 个溢流单向阀,使瞬时高压油直接返回油箱,削弱脉冲峰值对散热器的冲击。一旦 2 个单向阀装错,就会导致液压油不经过散热器直接回油箱,冬季使用时不会察觉,气温升高就会发生液压油高温报警。或者 2 个单向阀压差值较小,加上散热器本身阻力,造成两个方向压力差值更小,脉冲下的液压油流经散热器的较少,散热不充分。
此情况可调整两个单向阀压差值,一般保证差值大于 3kgf,但溢流单向阀设定压力尽量不要超过 5kgf,否则容易导致散热器开裂。
10 磁翻柱液位计与液压系统匹配不合理
磁翻柱液位计功率和扭矩与转速对应曲线一般都呈山形,从怠速开始上升,至一定转速后开始下降,而且燃油经济区普遍低于额定转速,所以有时会发现把转速调高至一定转速后,挖掘效率的增加远小于燃油消耗量的增加,燃油经济性变差,而且磁翻柱液位计和液压系统发热量都大幅度提升。这种情况可适当降低磁翻柱液位计转速和液压泵功率,一般需要厂家技术人员进行调试。
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