可靠性对于液压系统来说的重要程度.docx

随着装载机广泛应用于机械工程，用于散状物料的铲、挖、装、运、卸等作业，清理或平整场地，装载机 也作为机械类职业技术学院的重要教学设备，成为学生培训、实操、实习与教学研究、实践的必备装置 目前，国产化装载机控制了国内90%以上的市场份额，国产化程度也是工程机械系列产品中最高的产品 但是据国家工程机械质检中心统计，国产装载机的可靠性很低各系统发生故障次数的比例分别为：液压 系统39.7%，动力系统14.8%，传动系统及其他3.8%〜8.7%显然，液压系统故障占第一位ZL50型装 载机在国产机中具有代表性，产生的液压系统的可靠性问题也是有共性的因此，本文探讨国产的ZL50 型装载机液压系统的可靠性问题，以促进液压系统工作安全性的改善和使用寿命的提高1国产装载机液压系统的可靠性问题国产装载机工作装置液压系统属于多泵系统，由主泵2、转向泵17和辅助泵1组成2个液压回路(见表1) 系统由柴油发动机的动力通过变矩器上的分动齿轮带动3个油泵传动被动齿轮，再由油泵齿轮传动轴(3根) 驱动3台液压泵供油主泵专门向工作装置供油铲斗转动滑阀3和动臂滑阀11采用串联供油系统，主泵通 过滤油器来油先进入铲斗转动滑阀向铲斗液压缸9供油。

只有当铲斗转动滑阀处于中位时，动臂滑阀才能 和油路接通向动臂液压缸12供油这样可防止因司机操作错误而造成转斗卸料时动臂自动降落等意外事故 的发生双作业安全阀10由过载阀和单向阀组成，其作用是：当铲斗液压缸封闭时，闭锁压力高的油打开 过载阀卸油，另一侧油路上的单向阀打开向液压缸的低压腔补油，避免其内的油压过高；用来平衡动臂提 升和下降时工作装置杆系的不协调现象转向油泵向转向机构供油司机操纵方向盘经转向器驱动一个液 压阀13,液压阀控制转向油泵的油进入转向油缸15,通过转向传动装置带动铰接车架的车轮偏转一定角度 为了防止系统过载，转向油泵还设有安全阀16,主油泵设有安全阀4表1国产ZL50型装载机液压系统操作数据 编号名称状态数成功状态概率 1油箱供油2 0.9992滤油器1 2 0.9973 主泵 2 0.9904传动轴1 2 1.05安全阀1 2 0.9947 油管 1 2 0.9988铲斗转动滑阀2 0.9929铲斗操纵杆2 1.010双作用安全阀2 0.99311铲斗液压缸1 2 0.99112铲斗液压缸2 2 0.99113滤油器3 2 0.99714辅助油泵2 0.99015传动轴3 2 1.016流量控制阀4控制通向16路P (16)=0.990控制通向17路P (17)=0.990控制通向18路P(18) = 0.99019动臂滑阀2 0.99220动臂操纵杆2 1.021动臂液压缸1 2 0.99122动臂液压缸2 2 0.99123滤油器2 2 0.99724传动轴2 2 1.025转向油泵2 0.99026安全阀2 2 0.99428 油管2 2 0.99829转向器2 130转向阀2 0.99431转向液压缸1 2 0.99132转向液压缸2 2 0.991注：本表根据文献（1-3）及柳州工程机械厂等厂家提供的ZL50型液压系统部件的部分可靠性数据2国产装载机液压系统可靠性问题的分析采用修正算法计算系统的可靠度：AS 总（1）=AS35（1）-AS36（1）-AS37（1）=0.871；PS 总（2）= AS 总（2）—AS 总（1）=0.129。

进行结果分析，见表2表2 ZL50型装载机液压系统的可靠性分析系统状态值系统状态状态概率部件状态分析1液压系统正常工作0.871所有部件正常2液压系统出现故障0.129任一部件出现故障国产装载机液压系统的可靠性还是比较低，有必要改进设计根据工程机械产品的许用可靠度范围值 为0.90〜0.99 [4],并且考虑到国产装载机可靠性较低的现状，故取其许用可靠度下限，即取装载机整机 系统可靠度为0.90，再经可靠度分配计算，把整机系统可靠度0.9分配给各大子系统而得到液压子系统的可 靠度值；可靠度值0.87是应用框图法，只对液压系统进行可靠性分析，得到液压子系统可靠度定量计算公 式，再把此液压系统各部件的实际可靠性数据代入公式，计算得到装载机液压子系统的实际可靠度值液压系统的可靠度为0.973 1时，才能保证整机系统的可靠度满足0.9的要求，而实际计算得到的液压 系统的可靠度只有0.87，由串联系统可靠度计算公式可知，串联系统可靠性小于或至多等于各串联单元可 靠性的最小值，所以该可靠度值无法满足工程机械产品的许用可靠度范围值下限0.9的要求3国产装载机液压系统可靠性问题的改进措施与意义国产装载机液压系统的可靠性比较低，液压传动是以液体作为传递动力的介质，故容易产生泄漏，运 行较长时间后，还容易出现过热，工作无力，内部元件损坏等故障。

在使用过程中，液压系统出现泄漏同 样是主要的故障产生泄漏的原因从表面现象看，多为密封件老化、损坏、挤出、破裂、密封表面拉伤等 主要原因有：油液污染；密封表面粗糙；密封沟槽不合格；冲击和振动造成管接头松动；动密封件及配合 件相互磨损（液压缸尤甚），间隙增大；油温过高；密封圈装配不良；橡胶密封件与液压油不相容而变质 泄漏的主要部位是管接头、密封件、元件接合面、壳体等液压系统油温过高，有设计原因，也有加工制 造和使用问题防止泄漏的措施有以下8条：1） 防止油液污染：液压系统中的液压泵的吸油口应安装精滤器，吸油口距油箱底部有一定距离；出 油口应安装高压精滤器，过滤效果应符合系统工作要求，以防污物堵塞引起液压系统故障2） 控制密封表面粗糙度：粗糙度过高或出现轴向划伤会发生泄漏；粗糙度过低，达到镜面时密封圈 的唇边会刮去油膜，使油膜难以形成，密封唇口温升严重，加剧磨损当液压缸、滑阀等的杆件出现轴向 划伤时，轻者可用金相砂纸打磨，重者需电镀修复3） 合理设计和加工密封沟槽：液压系统液压缸密封沟槽的设计加工的好坏，是减少泄漏、防止油封 过早损坏的先决条件4） 减少冲击和振动：使用减振支架固定所有管子以便吸收冲击和振动；采用带阻尼的换向阀，缓慢 开关阀门，在液压缸端部设置缓冲装置（如单向节流阀）；使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击。

5） 合理设计安装板：当液压系统阀组或底板用螺栓固定在安装面上时，为了得到满意的初始密封和 防止密封件被挤出沟槽，安装面要平整，密封面要求精加工，表面粗糙度要达到Ra 0.8仰，平面度要达 到0.01 mm/100 mm6） 正确装配密封圈：应在其表面涂油，若须通过轴上的键槽、螺纹等开口部位，则使用引导工具， 不用螺丝刀等金属工具，以免划伤密封圈造成漏油7） 控制油温，防止密封件老化变质：应合理设计高效液压系统或设置冷却装置，使油液温度保持在 65 °C以下8） 重视修理装配工艺：应强化液压系统防漏治漏的修理工艺，如阀杆、活塞表面、缸内壁的整体或 局部可采用电刷镀、静电喷涂增厚后，再经车床切削加工到所需尺寸通过这些措施的实施，能有效改善国产装载机液压系统泄漏问题，保证油箱中的油位，防止液压泵可 能吸入空气而产生的系统压力无法建立的情况的出现，从而促进各执行机构运行速度稳定，提高系统效率， 防止因油温升高而造成的油液浪费、污染周围环境、增加停工时间、降低生产率、增加生产成本等现象的 产生，减轻因故障部位的维修所产生的种种不便，消除影响系统工作的安全性和使用寿命的因素，保证国 产装载机高效、平稳、连续运行。