ZG3225LC 9C挖掘机液压系统同步排气法的应用

1、ZG3225LC-9號掘机液压系统同步排气法的应用一、ZG3225LC-9（挖掘机液压系统存在的问题 及分析1.ZG3225LC-9（挖掘机液压系统存在的问题2008 年 6 月，常林股份公司推出了ZG3225LC-9（型液压挖掘机。我们对 2008年7月至 2008 年 12 月期间出厂的 221 台整机就故障率进行了 用户回访统计。统计结果显示， ZG3225LC-9（液压挖 掘机平均使用 5350 小时后，液压系统的效率明显下降（具体表现为挖掘力明显下降，经测压，压力达不到 系统设计压力）。由于液压系统主要元器件的单价较高， 其使用寿命过短造成挖掘机的使用成本过高，直接影 响到市场对ZG

2、3225LC-9C型液压挖掘机的认可度。为 此，我们在专家组的指导下制定了重点解决ZG3225LC-9（液压挖掘机液压系统效率下降问题的工 作计划。2. 问题分析首先，我们随机调用一台未出厂且通过调试的挖 掘机进行了连续 150 小时的工作试验。试验之前，利 用传统排气方法对液压泵、马达及油缸进行了充分的 排气。试验结果主要反映出三方面问题。（1）ZG3225LC-9（液压挖掘机油温偏高，大负荷 工作时，液压油油温高于95C,有时甚至高达100C。（2）液压系统噪声偏大。（3）对从液压油箱中抽出的液压油进行试纸试验， 发现液压油的品质已经下降。针对上述三方面问题，我们通过对液压油散热器 供应商

3、提供的ZG3225LC-9（型液压挖掘机散热器及液 压油箱的散热功率计算分析，认为 ZG3225LC-9C型液 压挖掘机现有的散热系统完全满足液压系统的散热需 求。根据理论计算，当外部环境温度为 40C时，系统 正常热平衡温度为80Co ZG3225LC-9C液压挖掘机采 用国际著名品牌的工作泵、行走及回转马达、主阀。 这些挖掘机液压元器件普遍为各挖掘机生产商使用， 因此，这些液压元器件本身的质量应该是可靠的。常 林股份公司ZG3225LC-9C液压挖掘机使用的液压油为 美孚抗磨液压油，其质量是有保证的。我们分析后认 为，挖掘机工作环境恶劣，可能由于工作泵在工作过 程中的吸空现象，及外界环境的

4、污染物通过油箱盖进 入油箱，从而导致工作泵和行走马达的柱塞磨损及气 蚀，进而造成容积效率下降，功率损耗增加，导致系 统发热量增加及系统噪声加大，最终导致系统使用寿 命降低。3. 问题验证为了验证上述分析结论，决定对 ZG3225LC-9C液压挖掘机上更换下来的工作泵进行拆解验证。通过拆 解，发现工作泵柱塞缸体的磨损及气蚀情况非常严重 （见图 1、图 2、图 3）。标准孔直径31.21mm,磨损的孔直径 31.33mm。4. 解决措施ZG3225LC-9（型液压挖掘机泵、阀、马达及管路已充分进行了排气处理，所加注的液压油已进行二次 过滤，造成液压系统油品污染及系统空气含量高，导 致液压系统噪声大

5、。使用寿命低，是由于液压油箱在 挖掘机工作过程中吸入杂质及液压油箱负压，工作泵 吸油不充分造成的。具体解决措施如下：安装（ 1 ）在液压油箱的设计上采用同步排气法， 同步排气的装置。充分（2）同步排气装置上安装集成空气过滤器， 过滤进入液压油箱的外部空气。二、同步排气法的运用4），1. 同步排气装置的结构及安装 同步排气装置通常安装在液压油箱上般由空气过滤芯、进气单向阀、排气单向阀、加油过 滤网四部分构成（图 5），与油箱的连接方式有法兰连 接和螺纹连接两种。1盖形螺母2垫片a 3六角螺母4垫片b5壳子6滤芯7底盘ASS 丫包括进气单向阀、排气 单向阀、加油过滤网）8法兰盘ASS 丫加油过滤网

6、）2. 同步排气装置的基本原理图6中，A部分为同步排气装置的工作原理图当液压系统中回到液压油箱的液压油体积大于液压油 泵在相同时间内从油箱吸油体积时，油箱内部形成正 压力，当压力超过 0.3 公斤时，油箱内空气从同步排 气装置的排气单向阀中排出。系统初启动时，油箱液 面下降，液压油箱上同步排气装置的进气单向阀开启， 保证油箱与大气相通，减小吸油阻力。通过安装液压 油箱同步排气装置， 系统正常工作时保持液压油箱 0.3 公斤背压，有利于减小吸油阻力，从而避免液压系统 中工作泵的吸空。同时，由于同步排气装置中设置了 空气过滤及加油过滤网，这样就保证了外界环境中的 污染物不能进入油箱。3. 同步排气

7、装置的设计原则 一般情况下，同步排气装置在工作时，空气流速越低，抗污染过滤能力及液压油箱背压的保证就越好。 故在设计时，空气流量应为油泵排量的 1.5 倍左右。如果空气流量小于油泵排量的 1.5 倍，液压油箱中的 空气将不能及时与外界空气进行交换，导致液压油箱 油温升高，油箱内形成油气。当液压系统中回到液压 油箱的液压油体积大于液压油泵在相同时间内的从油 箱吸油体积时， 油箱内部形成正压力， 当压力超过 0.3 公斤时，油气会从排气单向阀中排出，排除的油气冷 却附着在液压油箱上，不但对环境造成了污染，而且 遇到火源时还容易着火，引起安全事故。对于工程机械、车辆、移动机械，以及需要具有 压力的液

8、压系统，可采用带预压空气的同步排气装置。 常林股份公司ZG3225LC-9C液压挖掘机采用的同步排 气装置中的单向阀能保持油箱的预定压力，同时提高 了油泵的吸入性能，维持油箱内液体平衡，避免了油 箱内液体因震荡或摆动而产生工作泵的吸空等问题， 从而延长了挖掘机液压系统的使用寿命。重时，需更换滤芯。常林IE4. 维护与保养 同步排气装置同样需要定期维护与保养，否则会 引起一些意想不到的故障，如油温升高、工作泵吸空 等现象。在使用一定的时间后， 滤芯上逐渐黏上尘埃， 因而使空气阻力增加。当阻塞面积过大时，可采用反 吹法减小空气阻力。如果严股份公司ZG3225LC-9C液压挖掘机采用的同步排气装置使

9、用法兰连接，并带有保险链以预防跌落和丢失。具体参数为：过滤精度40 口 m、加油网直径38mm、长 100mm、空气预压 0.35bar, 1bar=105Pa三、安装同步排气装置的挖掘机试验跟踪调查1. 安装同步排气装置挖掘机液压系统油温测试虽然所测液压油温超过理论油温平衡点80 C,专家组经过分析认为这是由于环境温度、系统本身元器 件节流以及理论计算与实际情况有偏差等因素造成的, 且液压油温仍然处于正常范围,所以挖掘机完全可以 正常工作。2. 安装同步排气装置挖掘机市场跟踪根据对 2010年 3月至 2010年 4 月期间出厂的 152 台ZG3225LC-9（型液压挖掘机（安装了同步排气装置） 用户回访的统计, 其挖掘机平均使用 6923 小时后, 液 压系统的效率才出现明显下降,比未安装同步排气装 置的挖掘机平均增加了 1573 小时。四、结论通过对改进后的常林股份公司ZG3225LC-9（液压 挖掘机进行试验及后期出厂产品的跟踪调查,在液压 油箱上安装使用同步排气装置可明显降低液压系统油 泵的吸空现象,降低工作液压油受污染程度,进而减 小了系统噪声,延长了液压系统使