ZL50型装载机液压系统浅析及维护

*****大学毕业（设计）论文

论文题目：ZL50型载机液压系统分析及

维护

专业班级：机械0901

学生姓名：田海东

指导教师：孙立峰

完成日期：

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摘要 (3)

前言 (5)

第一章装载机液压系统分析 (4)

1.1概述 (4)

1.2油的作用源 (4)

1.3转向阀的作用 (4)

1.4工作装置液压回路 (4)

第二章工程机械液压系统故障的特点 (6)

第三章工程机械液压系统的故障检查方法 (8)

1.直观检查法 (8)

2.对换诊断法 (8)

3.仪表测量检查法 (8)

4.原理推理法 (8)

第四章工程机械液压系统维护 (9)

1 选择适合的液压油 (9)

2 定期保养注意事项 (9)

3 防止固体杂质混入液压系统 (10)

4防止空气和水入侵液压系统 (10)

第五章作业中注意事项 (11)

致谢 (15)

参考文献 (16)

摘要

对装载机液压系统进行正确的检修与保养，首先必须做好装载机日常保养和维护工作，在作业前后要按规定对装载机进行检查、保养和维护。在作业过程中，要注意装载机运行中有无不正常情况发生，如杂音、异味、振动等，发现问题及时做好必要的调整和修理工作，避免由于小故障的恶化而造成严重后果。

对筑路机械的检修与保养已有不少人提过，但仍有很多操作人员误以为只要勤换油及滤芯就万事大吉，以致液压系统出点小问题就不知所措。据查，当前因液压问题而瘫痪的筑路机械中有８０％是装载机，且国产为多。

液压技术在装载机中应用日益完善，但客户对系统的可靠性要求也越来越高，为了保证装载机对液压系统各项技术指标和工作性能的要求，特别是对液压系统的检修与保养，必须对液压系统进行全面地分析，并掌握测试液压元件和系统的方法，进一步提高可维性和效率。

关键词：装载机液压系统维护

Abstract

On the loader hydraulic system for proper maintenance, you must first do the loader day-to-day maintenance and maintenance work, the operation and according to the provisions of the loader for inspection, maintenance and maintenance. During the operation, to the attention of loader operation there is normally occur, such as noise, smell, vibration, found problems in a timely manner to make the necessary adjustment and repair work, avoid because of the small fault deterioration and cause serious consequences.

On road construction machinery maintenance of many people mentioned, but there are still many operators mistakenly think that as long as the wash oil and filter is that everything will be fine. The hydraulic system, a little problem will be at a loss what to do. According to the investigation, the hydraulic problems and paralysis of the road construction machinery in the 80% loader, and for many domestic.

Application of hydraulic technology in loader is increasingly perfect, but customers on the reliability of the system are increasingly high requirements, in order to ensure loader hydraulic system of various technical indicators and performance requirements, especially for hydraulic system overhaul and maintenance of hydraulic system, must undertake comprehensive ground is analysed, and the control and test of hydraulic compon ents and systems method, further improve the maintainability and efficiency.

Key words:loader hydraulic system; maintenance;

前言

对装载机液压系统进行正确的检修与保养，首先必须做好装载机日常保养和维护工作，在作业前后要按规定对装载机进行检查、保养和维护。在作业过程中，要注意装载机运行中有无不正常情况发生，如杂音、异味、振动等，发现问题及时做好必要的调整和修理工作，避免由于小故障的恶化而造成严重后果。

对筑路机械的检修与保养已有不少人提过，但仍有很多操作人员误以为只要勤换油及滤芯就万事大吉，以致液压系统出点小问题就不知所措。据查，当前因液压问题而瘫痪的筑路机械中有８０％是装载机，且国产为多。

液压技术在装载机中应用日益完善，但客户对系统的可靠性要求也越来越高，为了8保证装载机对液压系统各项技术指标和工作性能的要求，特别是对液压系统的检修与保养，必须对液压系统进行全面地分析，并掌握测试液压元件和系统的方法，进一步提高可维性和效率。

装载机是全球工程机械中两大子行业之一，与推土机、平地机、铲运机等共同包括在铲运机械中，合计约占全球工程机械的29%份额。在我国以外的多数市场，装载机的销售规模仅次于挖掘机；2008年，全球工程机械50强中有20家的轮式装载机业务形成规模，仅次于挖掘机。总体而言，装载机行业已经是相当成熟的一个子行业，内销出现爆发性增长的可能性不大，中低端产品市场竞争激烈，行业品牌集中度将进一步提升。近年来，随着全球装载机市场竞争的加剧，很多企业纷纷将目光投向海外，并且在海外建立了相对完善的销售网络和渠道。但是在金融危机的巨大影响下，全球对装载机设备的需求骤减，2008年上半年装载机的产量每月增幅高达138.81％，而下半年受到金融危机越来越明显的影响，装载机产量快速下降，到2008年10月份已转为负增长。2009年全球市场需求依然低迷，但随着海外经济的逐渐恢复，未来海外市场将是装载机行业重要发展区域。业内企业正加大其海外网络建设，以期提升海外销售业绩。2009年房地产销售良好的势头已经开始拉动房地产新开工面积的同比增长，为市场带来了房地产投资将于下半年全面启动，以及基建投资有望延续高增长，从而拉动工程机械行业需求的旺盛增长的预期。

第一章装载机液压系统分析

1.1 概述

在系统中，动力元件为两个并联的齿轮泵。齿轮泵是工作主泵、辅助泵、转向泵。执行元件是一对动臂液压缸、一对转斗液压缸、一对转向液压缸。控制调节元件有换向阀和压力控制阀。

换向阀：四位六通换向阀、三位六通换向阀。四位六通换向阀控制动臂动作，三位六通换向阀控制斗杆动作。

流量转换阀的作用是从辅助泵补充转向泵所减少的流量供给转向油路，以保证转向油路的流量稳定。随动阀用来控制转向液压缸动作。

压力控制阀：安全阀控制下作装置系统的工作压力，防止过载，其调定压力为15 。

双作用安全阀：防止转斗液压缸过载或产生真空，起到缓冲补油作用，其调定过载压力为8 。安全阀：控制转向系统工作压力，调定压力为IO 。

1.2 油源的作用

由三个油泵为整个系统供油，其中转向油泵专为转向素统供油，工作油泵向工作系统供油，而辅助油泵根据负载及发动机转速可以选择(自动)向工作系统或转向系统供油。

1.3. 转向阀的作用

转向阀是由一个三位四通换向阀和一个二位四通换向阀组成的组合阀，其中三位四通换向阀随方向盘转动而改变位置，实现左、右转向，其中位机能采用“ ”型，保证当方向盘不转向时，转向流量经换向阀中位接回油箱，减少功率损失，降低系统发热。由于装载机采用铰接式连接，受外力干扰时容易产生振动或偏摆。为了防止这一现象产生，在转向阀中设置一个二位四通换向阀起锁止作用，俗称“锁止阀”。当三位四通阀处于中位不需要转向时，此锁止阀处于左位，将转向油缸锁止。当转向阀处于左位或右位时，锁

1.4 工作装置液压回路

由两联多路换向阀分别控制铲斗和动臂动作，其连接采用“串并联”方式，保证了操纵上铲斗具有“优先”权，即铲斗缸完成动作后，动臂才能动作，这样做是为了保证铲装及举升都有足够大的推力，而在铲斗动作时，动臂误操纵不会影响铲斗正常工作。

铲斗缸的控制阀采用三位六通换向阀，保证铲斗具有上翻、锁止、下翻三个动作，机上设有限位机构，当铲斗在高处倾翻卸料完毕后，操纵三位六通换向阀使铲斗上翻到一定位置时，气动系统中的气动控制阀(2个二位三通电磁换向阀)就会动作，接通气路、气动使三位六通手动换向阀的弹簧定位钢球被顶开，阀芯在弹簧力作用下回到中位，使铲斗不动，自动限定位置。这个位置能够使铲斗随着动臂下降到停机面时刚好处于水平状态而无须调平。由于铲斗缸与动臂缸是通过四连杆机构配合动作的，所以在动臂的升降过程中，铲斗缸连杆机构由于动作的不协调而受到某种程度的牵连。也就是说，在动臂升降时，铲斗缸的活塞杆有被拉出或压进的可能性，而此时铲斗缸的控制换向阀处于中位，封闭了铲斗油缸的油路，这样就可能在铲斗缸的有杆小腔产生过载或者真空。所以在系统中铲斗缸的有杆腔设置了过载补油阀。要指出的是，所谓过载和真空总是成对出现的，若有杆腔产生过载，则无杆腔就会产生真空，所以在无杆腔中也同样应该设置过载补油阀，图中并未画出。这里只画了有杆腔的过载补油阀是为了说明该阀的另一个作用，即可以使铲斗缸实现“撞斗”动作，以便将铲斗内的剩料抖落。其原理是这样的，卸料时压力油进入铲斗缸有杆腔通过机械摇臂和推杆使铲斗翻转(下翻)，当翻转中铲斗重心越过其铰接支点时，铲斗便会在重力作用下加速翻转，其翻转速度越来越快，加速向下，速度会逐渐超出供油的速度，这时，过载补油阀中的补油阀便可以及时向铲斗缸有杆腔补油，使铲斗可以向下加速翻转撞击机械限位挡块。

动臂油缸是由工作多路阀中的四位六通阀来控制的，除了实现动臂提升、锁止、下降以外，还有一位是所谓的“浮动”状态。动臂浮动可以实现整机前行装料时不同路面起伏状况。

在转斗滑阀和动臂滑阀中二孔中装有单向阀，保证在换向过程中由于转斗和动臂油缸在工作装置的自重作用下油液不倒流，避免铲斗和动臂的“点头”

第二章工程机械液压系统故障的特点

液力机械传动系统主要由液压泵、控制阀、变矩器、变速器和动力换挡变速阀等组成、其故障通常表现为行走无力或液压离合器接合不良。工作装置液压系统主要由液压泵、控制阀、液压马达和液压缸组成，其故障主要表现为马达的行走或回转无力、液压缸活塞的伸出和缩回迟缓。这两种系统故障的共同特点为：系统压力不足。

第三章工程机械液压系统的故障检查方法

3.1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。

3.2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。先将怀疑出现故障地元件拆下，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。

3.3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错略的判断。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。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。现场液压系统故障诊断中，根据系统工作原理，要掌握一些规律或常识；一是分析故障过程是渐变还是突变，如果是渐变，一般是由于磨损导致原始尺寸与配合的改变而丧失原始功能；如果是突变，往

往是零部件突然损坏所致，如果弹簧折断、密封件损坏、运动件卡死或污物堵塞等。二是要分清是易损件还是非易损件，或是处于高频重载下的运动件，或者为易发生故障的液压元件。而处于低频、轻载或基本相对静止的元件，则不易发生故障。

第四章工程机械液压系统维护

对机械施工企业来说，工程机械技术状况的良好与否是企业正常生产的直接因素。现在的工程机械大多采用机电液一体化，液压系统的正常运行是其良好技术状况的一个主要标志。合格的液压油是液压系统可靠运行的保障。正确的维护是液压系统可靠运行的根本。为此，本人根据工作实践，就工程机械液压系统的维护作一粗略的探讨。

3.1选择适合的液压油

液压油在液压油系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用，液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油，特殊情况需要使用代用油时，应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用，以防液压油产生化学反应、性能发生变化。深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油，不能使用。

3.2定期保养注意事项

目前有的工程机械液压系统设置了智能装置，该装置对液压系统某些隐患有警示功能，但其监测范围和准确程度有一定的局限性，所以液压系统的检查保养应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合。

3.2.1 250h检查保养

检查滤清器滤网上的附着物，如金属粉末过多，往往标志着油泵磨损或油缸拉缸。对此，必须确诊并采取相应措施后才能开机。如发现滤网损坏、污垢积聚，要及时更换，必要时同时更换液压油。

3.2.2 500h检查保养

工程机械运行500h后，不管滤芯状况如何均应更换，因为凭肉眼难以察觉滤芯的细小损坏情况，如果长时间高温作业还应适当提前更换滤芯。

3.2.3 1000h检查保养

此时应清洗滤清器、清洗液压油箱、更换滤芯和液压油，长期高温作业换油时间要适当提前。如能通过油质检测分析来指导换油是最经济的，但要注意延长使用的液压油，每隔100h应检测一次，以便及时发现并更换变质的液压油。

3.2.4 7000h和10000h检查维护

此时的工程机械液压系统需由专业人员检测，进行必要的调整和维修。根据实践，进口液压泵、液压马达工作10000h后必须大修，否则液压泵、液压马达因失修可能损坏，对液压系统是致命性的破坏。

3.3 防止固体杂质混入液压系统

清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件，有的设阻尼小孔或缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤，发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全运行。一般固体物质入侵途径有：液压油不洁；加油工具不洁；加油和维修、保养不慎；液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统：

3.1加油时液压油必须过滤，加油工具应可靠清洁。不能为了提高加油速度而去掉液压油箱加油口处的过滤器。加油人员应使用干净的手套和工作服。

3.2保养时拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位，液压系统油道暴露时要避开扬尘，拆卸部位要先彻底清洁后才能打开。如拆卸液压油箱加油盖时，先除去油箱盖四周的泥土，拧松油箱盖后清除残留在接合部位的杂物(不能用水冲洗以免水渗入油箱)，确认清洁后才能打开油箱盖。如需使用擦试材料和铁锤时，应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤。液压元件、液压胶管要认真清洗，用高压风吹干后组装。选用包装完好的正品滤芯 (若包装损坏，虽然滤芯完好，也可能不洁)。换油地同时清洗滤清器，安装滤芯前应用擦试材料认真清除滤清器壳内部污物。

3.3液压系统的清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油，油温在45~80℃之间，用大流量尽可能将系统中杂质带走。液压系统要反复清洗三次以上，每次清洗完后趁油热时将其全部放出系统。清洗完毕再清洗滤清器，更换新滤芯后加注新油。

3.4防止空气和水入侵液压系统

3.4.1防止空气入侵液压系统

在常压常温下液压油中含有容积比为6%~8%的空气，压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油液中将使“气蚀”现象

加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现“爬行”等不良后果。另外，空气还会使液压油氧化，加速其变质。防止空气入侵应注意以下几点：

1)维修和换油后要按随机《使用说明书》规定排除系统中的空气。

2)液压油泵的吸油管口不得露出油面，吸油管路必须密封良好。

3)油泵驱动轴的密封应良好，更换该处油封时应使用“双唇”正品油封，不能用“单唇”油封代替，因为“单唇”油封只能单向封油，不具备封气的功能。本单位有一台柳工ZL50型装载机大修后，液压油泵出现连续“气蚀”噪声、油箱油位自动升高等故障，经查询液压油泵修理过程，发现是因为液压油泵驱动轴的油封误用“单唇”油封所致。

3.4.2防止水入侵液压系统

液压油中含有过量水分会使液压元件锈蚀，油液乳化变质、润滑油膜强度降低，加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外，还要注意储油桶不用时要拧紧盖子，最好倒置放置；含水量大的液压油要经多次过滤，每过滤一次要更换一次烘干的滤纸。在没有专用仪器检测时，可将液压油滴到烧热的铁板上，没有蒸气冒出并立即燃烧方能加注。

第五章作业中注意事项

5.1工程机械作业要柔和平顺

工程机械作业应避免粗暴，否则必然产生冲击负荷，使工程机械故障频发，大大缩短其使用寿命。作业时产生的冲击负荷，一方面会使工程机械结构早期磨损、断裂、破碎，另一方面又使液压系统中产生冲击压力，冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作使油温上升。我单位新购一台UH171正铲挖掘机，作业中每隔4~6天斗门油管就要漏油或爆裂。油管是随机进口的纯正品，经检测没有质量问题。通过现场观察，发现是斗门开、闭时强烈撞击限位块、门框所致。要有效地避免产生冲击负荷：必须严格执行操作规程；液压阀开、闭不能过猛、过快；避免使工作装置构件运动到极限位置产生强烈击；没有冲击功能的液压设备不能用工作装置(如挖掘机的铲斗)猛烈冲击作业对象以达到破碎的目的。还有一个值得注意的问题：操作手要保持稳定。因为每台设备操纵系统的自由间隙都有一定差异，连接部位的磨损程度不同其间隙也不同，发动机及液压系统出力的大小也不尽相同，这些因素赋予了设备个性，只有使用该设备的操作手认真摸索，修正自己的操纵动作以适应设备的个性，经过长期作业后才能养成符合设备个性的良好操作习惯。工程机械行业坚持定人定机制度，这也是因素之一。

5.2要注意气蚀和溢流噪声

在工程机械作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音，如果液压泵出现“气蚀”噪声，应查明原因排除故障后再使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢，并伴有溢流阀溢流声响，应立即停机检修。

5.3严格执行交接班制度

交班司机停放工程机械时，要保证接班司机检查时的安全和检查方便。检查内容有液压系统是否渗漏、连接是否松动、活塞杆和液压胶管是否撞伤、液压泵的低压进油管连接是否可靠、液压油箱油位是否正确等。此外，常压式液压油箱还要检查并清洁通气孔，保持其畅通，以防气孔堵塞造成液压油箱内出现一定的真空度，致使液压油泵吸油困难或损坏。

5.4保持适宜的液压油温度

液压系统的工作温度一般控制在30~80℃之间为宜。液压系统的油温过高会导致：液压油的粘度降低，容易引起泄漏，效率下降；润滑油膜强度降低，加速机械的磨损；生成碳化物和淤碴；油液氧化加速，油质恶化；油封、高压胶管过早老化等。为了避免温度过高；不要长期过载；注意散热器，散热片不要被油污染，以防尘土附着影响散热效果；保持足够的油量以利于液压油的循环散热；炎热的夏季不要全天作业，要避开中午高温时间。液压油温过低时，其粘度大，流动性差，阻力大，工作效率低；当油温低于20℃时，急转弯易损坏液压马达、阀、管道等。此时需要进行暖机运转，启动发动机后，空载怠速运转3~5min，然后以中速油门提高发动机转速，操纵手柄使工作装置的任何一个动作(如挖掘机张斗)至极限位置，保持3~5min使液压油通过溢流升温。如果油温更低则需要适当增加暖机运转时间。

5.5液压油箱气压和油量的控制

压力式液压油箱在工作中要随时注意液压油箱气压，其压力必须保持在随机《使用说明书》规定的范围内。压力过低时油泵吸油不足易损坏；压力过高时会使液压系统漏油，容易造成低压油路爆管。对维修和换油后的工程机械，排尽系统中的空气后要按随机《使用说明书》规定的检查油位状态，将工程机械停在平整的地方，发动机熄火15min后重新检查油位，必要时予以补充。

5.6其他注意事项

工程机械作业中要防止飞落石块打击液压油缸、活塞杆、液压油管等部件。活塞杆上如果有小点击伤，要及时用油石将小点周围棱边磨去，以防破坏活塞杆的密封装置，在不漏油的情况下可继续使用。连续停机在24h以上的工程机械，启动前要向液压泵中注油，以防液压泵干磨而损坏.

总结

液压系统在工程机械上的应用越来越广泛，并已起着主导地位，为了保证液压元件和液压系统在出现故障后能尽快恢复正常运转，准确地对液压故障进行诊断，迅速排除故障以及正确的维护液压系统成了使用液压机械设备的关键。液压故障及维护涉及的学科领域和技术门类很广，因而排除液压故障维护液压系统一般需要有较广博的学识和丰富的实践经验，因此我们在今后的学习和工作中必须能熟练地掌握故障的排除方法，并且要牢记液压维护的要点。

致谢

在本次毕业设计过程中，史复来老师对该论文从选题、构思、资料收集到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导，使我对液压系统维护有了深刻的认识，使我得以最终完成毕业设计，在此表示衷心感谢。史老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度、积极进取的科研精神以及诲人不倦的师者风范是我终生学习的楷模。同时也要感谢导师组的杨冰老师、李永刚老师，他们在本文写作的各个阶段给出了许多宝贵意见。导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神将永远激励着我。在三年的大学生涯里，还得到众多老师的关心支持和帮助，在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意!

参考文献

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