液压挖掘机油缸的故障分析及纠正措施
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技术与运用
主持人：廖大宁
!" !""#$ % 沿海企业与科技
液压挖掘机油缸的 故障分析及纠正措施
!梁 海 0 广西玉柴机器集团有限公司工程机械公司，广西 玉林 %#-""" 1
& 摘要 ’ 本文分析了玉柴 ()#% 型液压挖掘机用国产油缸常 出现的质量问题，提出了解决问题应采取的措施。
& 关键词 ’ 油缸；可靠性；措施
力，经模拟计算和试验测定，()#% 型液压挖掘机的斗杆油缸在活 塞杆冲到尽头时，其冲击力达到 !-"./。此外，平土时用户经常采 用铲斗对土进行夯实作业，在这个作业中，铲斗油缸也将承受瞬 时脉冲式的冲击压力。为减少这种冲击，动臂油缸和斗杆油缸的 小腔都设计有一个缓冲套，但如果缓冲套制造质量不好或在使用 过程中缓冲失效，当挖掘机反复作业，油缸反复承受活塞杆冲到 尽头时产生的脉冲冲击力时，则在活塞杆疲劳强度低的位置就会 产生断裂，如杆头或螺纹阶梯或杆身有隐患的地方。因此，减少断 裂的方法是：保证油缸有优良的缓冲性能并保证缓冲性能保持长 久的稳定性，提高活塞杆的抗疲劳强度。
&）在使用过程中油缸活塞杆产生大的侧压力，使油封、支承 环偏压或偏磨。产生侧压的因素有以下几种原因：销轴中心线与 缸筒中心线垂直度差；动臂、斗杆、摇杆、平台的加工精度不合或 变形；缸盖内径、缸筒内径、活塞杆径等相互安装尺寸之间的同轴 度超差等。
%）在使用中活塞杆受到外物撞击损伤后造成密封件失效。 ’）油缸在使用中产生真空或有空气，在压缩后产生液压冲击 和绝热高温，使密封件失效。 #$ 提高国产油缸可靠性应采取的纠正措施 从上面原因分析可见，提高 ()#% 型液压挖掘机的油缸可靠 性的关键是避免断裂和防漏，以下就谈谈具体的纠正措施和解决 方法。 （*）提高油缸缓冲性能及保持缓冲性能长久稳定 经过半年的统计分析及试验分析，()#% 型液压挖掘机的油 缸，其缓冲性能大部分在出厂时能保证，但大约有 *"+ 左右的油 缸，存在缓冲性能不符合要求，表现在：过缓冲或无缓冲 （也叫缓 冲效果差）。产生过缓冲的原因是缓冲套间隙过小；无缓冲的原因 是缓冲套间隙过大。只有保证合理的缓冲套间隙才能保证优良的 缓冲性能。保证合理间隙的工艺方法是：提高缓冲内、外套的加工 精度及粗糙度；采用选配方法装配缓冲套。 要保持缓冲性能长久稳定，就要避免缓冲失效，或延长缓冲 失效时间。目前，造成缓冲失效的因素有：缸盖上 , 形圈失效或缓 冲套磨损。所以对应措施是：采用性能优良的进口 , 形圈和 , 形
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/ 关键词 0 电击；接地故障；漏电电流；1)2；等电位联结
一、问题提出 *... 年 *! 月湖北宜昌市某住宅由于 % 楼的 34 线在 # 楼与
相线短接，致使 % 楼一住户女主人在使用电淋浴器时，不幸遭电 击身亡。这是一起典型的接地故障造成的电击事故。!""! 年的一 个雷雨天，某地一男子赤脚在卫生间使用镀锌钢管给水的水龙头 时，一个雷闪击中屋顶，该男子即时毙命。雷电流沿卫生间外墙柱 内引下线引下给水管穿墙进入室内，雷电流的反击造成电击事 故。!""# 年 ’ 月南方某大专院校一教工住宅楼水管带电，使该楼 教职员工人心惶惶，不敢用水，其邻楼也相继有类似现象发生。经
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圈挡圈；提高缓冲套的机械强度和表面加工精度。 （!）提高活塞杆的抗疲劳强度 方法有：采用合理的焊缝结构，避免应力集中；确保焊缝质
量，避免焊缝裂纹和虚焊，要对油缸厂进行超声波探伤；对焊缝进 行消除应力处理；加工部位的工艺圆弧采用滚压工艺，或者活塞 杆端头采用整体锻造结构。
（#）对于油缸重要部位的密封件，要求油缸厂家必须采用进 口的派克密封件，并建立供货质量检验和验证手段，确保密封件 合格。
（!）油缸漏油原因分析 造成油缸漏油的主要原因有： ,）密封件质量差。 !）缸盖和活塞密封槽的加工精度差。 #）油缸装配过程中使密封圈损伤、变形和变位。
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玉柴 ()#% 型液压挖掘机是我公司的主导产品，长期以来， 其国内市场占有率占同类产品的 *"+ 以上，但近年来，由于其产 品可靠性的问题，其市场占有率有下降趋势，其中影响整机产品 可靠性的最大关键是油缸的故障问题，所以，分析和解决油缸的 故障问题、提高油缸的可靠性显得尤为关键。
,$ ()#% 型液压挖掘机油缸存在的问题 ()#% 型液压挖掘机用的油缸为国产油缸，经过一年多的跟 踪调查分析，发现油缸出现的故障为漏油和活塞杆断，其中前期 故障以漏油为主，但随着使用时间的增加，故障却以断裂为主。漏 油主要是杆漏和内漏，断裂主要表现为斗杆油缸和动臂油缸的杆 头焊接部位及螺纹部位断裂、铲斗油缸的活塞杆中部断裂等。 !$ ()#% 型液压挖掘机油缸故障问题原因分析 （,）油缸断裂原因分析 根据断裂的使用时间及断裂端面的结构情况分析，发现油缸 的断裂主要是疲劳断裂。从使用情况看，用户使用 ()#% 型液压 挖掘机完成的主要工作有平土、挖沟、破碎、装卸等，其中以平土 和挖沟为主。在平土作业中，经常出现动臂油缸和斗杆油缸的活 塞杆冲到尽头的动作，这样对活塞杆会形成瞬时脉冲式的冲击
参考文献： & , ’ 耿素云，屈婉玲 $ 离散数学 & > ’ $ 北京：高等教育出版社， ,??*：,;?$
!! 沿海企业与科ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ !""#$ %
主持人：廖大宁
技术与运用
漏电电流保护与 等电位联结探讨
!文桂萍 （广西建设职业技术学院，广西 南宁 %#"""#）
/ 摘要 0 根据相关资料和事故分析，认为应根据国家及国际标 准在低压电源总进线处装设 1)2，并辅以等电位联结，以遏制我 国居高不下的电气事故，并对与此相关的要求进行探讨。
由于铲斗油缸在活塞杆中间断裂较普遍，经分析其断裂原因 除受冲击应力外，主要还受到弯曲应力的影响，分析如下：斗杆 体、摇杆、连杆和铲斗油缸组成了一个连杆机构，当斗杆上的衬套 和销轴磨损、或摇杆变形、或油缸的两销孔平行度超差时，活塞杆 销孔位置中心轴线将偏移缸筒的中心轴线，则活塞杆往复工作 时，就会受到侧压力，从而产生弯曲应力，偏移越大，受到的应力 就越大。
（&）提高缸盖、活塞、活塞杆的加工精度及位置精度，特别是 密封槽的加工精度。
（%）对于容易在装配时造成密封件损伤的螺纹、倒角、圆弧等 部位的毛刺等，装配前要修正，并配备专用的装配工具。
（’）保证自制件动臂、斗杆、摇杆、平台等的加工精度。 （-）提高销轴和衬套的耐磨性。 公司从年初开始已和油缸配套厂家一起，逐步采取了上述的 纠正措施。根据故障统计分析，目前 ()#% 型液压挖掘机的油缸 故障占总故障的百分比由去年底的 !#+ 降到了 .+ 。实践证明， 上述纠正措施是有效的。但鉴于国内工艺水平落后原因，目前国 产液压油缸是无法满足挖掘机的使用要求的，要想提高液压挖掘 机整机的可靠性，消除油缸故障，最有效的方法就是全球采购，选 用进口油缸。
主持人：廖大宁
!" !""#$ % 沿海企业与科技
液压挖掘机油缸的 故障分析及纠正措施
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& 摘要 ’ 本文分析了玉柴 ()#% 型液压挖掘机用国产油缸常 出现的质量问题，提出了解决问题应采取的措施。
& 关键词 ’ 油缸；可靠性；措施
力，经模拟计算和试验测定，()#% 型液压挖掘机的斗杆油缸在活 塞杆冲到尽头时，其冲击力达到 !-"./。此外，平土时用户经常采 用铲斗对土进行夯实作业，在这个作业中，铲斗油缸也将承受瞬 时脉冲式的冲击压力。为减少这种冲击，动臂油缸和斗杆油缸的 小腔都设计有一个缓冲套，但如果缓冲套制造质量不好或在使用 过程中缓冲失效，当挖掘机反复作业，油缸反复承受活塞杆冲到 尽头时产生的脉冲冲击力时，则在活塞杆疲劳强度低的位置就会 产生断裂，如杆头或螺纹阶梯或杆身有隐患的地方。因此，减少断 裂的方法是：保证油缸有优良的缓冲性能并保证缓冲性能保持长 久的稳定性，提高活塞杆的抗疲劳强度。
&）在使用过程中油缸活塞杆产生大的侧压力，使油封、支承 环偏压或偏磨。产生侧压的因素有以下几种原因：销轴中心线与 缸筒中心线垂直度差；动臂、斗杆、摇杆、平台的加工精度不合或 变形；缸盖内径、缸筒内径、活塞杆径等相互安装尺寸之间的同轴 度超差等。
%）在使用中活塞杆受到外物撞击损伤后造成密封件失效。 ’）油缸在使用中产生真空或有空气，在压缩后产生液压冲击 和绝热高温，使密封件失效。 #$ 提高国产油缸可靠性应采取的纠正措施 从上面原因分析可见，提高 ()#% 型液压挖掘机的油缸可靠 性的关键是避免断裂和防漏，以下就谈谈具体的纠正措施和解决 方法。 （*）提高油缸缓冲性能及保持缓冲性能长久稳定 经过半年的统计分析及试验分析，()#% 型液压挖掘机的油 缸，其缓冲性能大部分在出厂时能保证，但大约有 *"+ 左右的油 缸，存在缓冲性能不符合要求，表现在：过缓冲或无缓冲 （也叫缓 冲效果差）。产生过缓冲的原因是缓冲套间隙过小；无缓冲的原因 是缓冲套间隙过大。只有保证合理的缓冲套间隙才能保证优良的 缓冲性能。保证合理间隙的工艺方法是：提高缓冲内、外套的加工 精度及粗糙度；采用选配方法装配缓冲套。 要保持缓冲性能长久稳定，就要避免缓冲失效，或延长缓冲 失效时间。目前，造成缓冲失效的因素有：缸盖上 , 形圈失效或缓 冲套磨损。所以对应措施是：采用性能优良的进口 , 形圈和 , 形
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（!）油缸漏油原因分析 造成油缸漏油的主要原因有： ,）密封件质量差。 !）缸盖和活塞密封槽的加工精度差。 #）油缸装配过程中使密封圈损伤、变形和变位。
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!文桂萍 （广西建设职业技术学院，广西 南宁 %#"""#）
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由于铲斗油缸在活塞杆中间断裂较普遍，经分析其断裂原因 除受冲击应力外，主要还受到弯曲应力的影响，分析如下：斗杆 体、摇杆、连杆和铲斗油缸组成了一个连杆机构，当斗杆上的衬套 和销轴磨损、或摇杆变形、或油缸的两销孔平行度超差时，活塞杆 销孔位置中心轴线将偏移缸筒的中心轴线，则活塞杆往复工作 时，就会受到侧压力，从而产生弯曲应力，偏移越大，受到的应力 就越大。
（&）提高缸盖、活塞、活塞杆的加工精度及位置精度，特别是 密封槽的加工精度。
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（’）保证自制件动臂、斗杆、摇杆、平台等的加工精度。 （-）提高销轴和衬套的耐磨性。 公司从年初开始已和油缸配套厂家一起，逐步采取了上述的 纠正措施。根据故障统计分析，目前 ()#% 型液压挖掘机的油缸 故障占总故障的百分比由去年底的 !#+ 降到了 .+ 。实践证明， 上述纠正措施是有效的。但鉴于国内工艺水平落后原因，目前国 产液压油缸是无法满足挖掘机的使用要求的，要想提高液压挖掘 机整机的可靠性，消除油缸故障，最有效的方法就是全球采购，选 用进口油缸。