孫 敏

(吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 長春130012)

1 履帶式挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)分析

履帶式挖掘機(jī)是工程建設(shè)中不可或缺的重要機(jī)械設(shè)備之一，大部分工程的基礎(chǔ)建設(shè)都需要用到該設(shè)備，尤其是在工程機(jī)械化水平不斷提高的今天，該設(shè)備在工程施工建設(shè)中的作用越來越大。 履帶式挖掘機(jī)歸屬于全液壓機(jī)械設(shè)備的范疇， 其較為典型的特點(diǎn)是行走速度緩慢、能夠適應(yīng)多種復(fù)雜的施工作業(yè)環(huán)境、液壓系統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)難度較大等等。

1.1 液壓系統(tǒng)的構(gòu)成

履帶式挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是各種液壓元件和管路的有機(jī)組合體，該系統(tǒng)的功能主要是以液壓油為介質(zhì)，借助液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能進(jìn)行傳遞，再通過各種液壓執(zhí)行元件將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而完成挖掘機(jī)的各種動(dòng)作。 無論是國產(chǎn)還是進(jìn)口的履帶式挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)基本上都是由以下三個(gè)獨(dú)立的油路組成∶即主油路、控制油路以及泄油路。 根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的功能不同又可將主油路分為如下三個(gè)部分，即工作機(jī)構(gòu)系統(tǒng)回路、行走系統(tǒng)回路、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)回路。

1.2 液壓系統(tǒng)的類型

大體上可將履帶式挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)分為以下幾種類型∶

1）根據(jù)液壓泵本身特性的不同，可將系統(tǒng)分為定量和變量兩種類型；

2）根據(jù)液壓油循環(huán)方式又可將系統(tǒng)分為開式和閉式兩種類型；

3）根據(jù)向各個(gè)執(zhí)行元件的供油方式可將系統(tǒng)分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種類型；

4）根據(jù)液壓系統(tǒng)當(dāng)中液壓泵的數(shù)量又可分為單泵、雙泵和多泵三種類型。

2 履帶式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的維護(hù)周期研究

對(duì)履帶式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的維護(hù)具體可分為兩個(gè)部分∶一部分是維護(hù)；另一部則是維修，所以對(duì)其維護(hù)周期的研究也應(yīng)當(dāng)從這兩方面著手。

2.1 維護(hù)周期

2.1.1 液壓系統(tǒng)維護(hù)周期分析

從技術(shù)性能的層面確定液壓系統(tǒng)維護(hù)周期，能夠使系統(tǒng)本身始終處于最佳的工況， 這對(duì)于延長系統(tǒng)以及挖掘機(jī)的使用壽命非常有利。但是因?yàn)檫@種確定方法僅僅從液壓系統(tǒng)本身為出發(fā)點(diǎn)，并未充分考慮設(shè)備使用的經(jīng)濟(jì)性， 這就導(dǎo)致了由此確定出來的維護(hù)周期相對(duì)較短，無法使設(shè)備的最大效能得以充分發(fā)揮， 從而降低了設(shè)備的使用效率，也間接影響了經(jīng)濟(jì)效益； 如果從生產(chǎn)效率的層面來確定維護(hù)周期，那么為了提高生產(chǎn)效率則可以適當(dāng)對(duì)維護(hù)周期進(jìn)行延長，雖然從理論的角度上講，這種方法是可行的，但是由于挖掘機(jī)在實(shí)際工作中難免會(huì)出現(xiàn)各種故障，這樣便會(huì)使生產(chǎn)效率受到影響，并且故障的發(fā)生具有不確定性，故此以生產(chǎn)效率為依據(jù)確定液壓系統(tǒng)的維護(hù)周期很難保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。 除此之外，液壓系統(tǒng)維護(hù)周期的長短還與其技術(shù)狀態(tài)有著非常密切的關(guān)聯(lián)，具體而言，挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)越好，維護(hù)周期便可以隨之相應(yīng)延長，若是技術(shù)狀態(tài)不佳時(shí)，維護(hù)周期則需要隨之適當(dāng)縮短。 通過大量的試驗(yàn)分析得出了這樣一個(gè)結(jié)論∶挖掘機(jī)的額定工作時(shí)間越長，生產(chǎn)率系數(shù)越小，液壓系統(tǒng)的維護(hù)周期就越長。這是因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)中，挖掘機(jī)能夠長時(shí)間工作，表明其技術(shù)性能良好，所以可延長維護(hù)周期。 但必須注意的是，如果在密度和工作量較大的前提下，則不可采用這種方法確定液壓系統(tǒng)的維護(hù)周期，因?yàn)楦邚?qiáng)度的生產(chǎn)作業(yè)會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)疲勞損壞的情況， 此時(shí)的維護(hù)周期則應(yīng)縮短。

2.1.2 液壓系統(tǒng)最佳維護(hù)周期的確定

通過上述分析可知，最為合理的系統(tǒng)技術(shù)維護(hù)周期，應(yīng)使隨著機(jī)械使用時(shí)間的增長而隨之不斷減小的函數(shù)， 并非是一個(gè)固定的數(shù)字。為此，我們可以根據(jù)平均遞減的方法來對(duì)液壓系統(tǒng)的最佳維護(hù)周期進(jìn)行確定，其表達(dá)式如下∶

在上式中，T生opt代表的是根據(jù)液壓系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)效率計(jì)算出來的最佳維護(hù)周期；i 則表示第i 次的系統(tǒng)技術(shù)維護(hù)；T可靠opt代表的是按照系統(tǒng)本身可靠度計(jì)算得出的最佳維護(hù)周期；n 表示一個(gè)維修周期之內(nèi)的計(jì)劃維護(hù)次數(shù)。 在實(shí)際應(yīng)用中，將所有的結(jié)果代入到式（1）當(dāng)中，便可以準(zhǔn)確計(jì)算出履帶式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的最佳維護(hù)周期。

2.2 維修周期

2.2.1 小修時(shí)間

在對(duì)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行維修的過程中， 故障診斷是關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，診斷時(shí)采用的主要儀器設(shè)備為壓力表，這種診斷一般都是在故障部位已知的條件下進(jìn)行，壓力表的作用則是對(duì)故障診斷的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。為此，除了油管破裂等較為明顯的故障之外，其余大部分故障的原因都無法直接獲得，這就導(dǎo)致了往往需要花費(fèi)幾天甚至幾十天來查明故障原因。 但在不斷的維修中人們總結(jié)出了一個(gè)規(guī)律，即挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)首次出現(xiàn)某種類型的故障時(shí)診斷難度大，耗時(shí)較長，但同類型的故障再次出現(xiàn)時(shí)則只需很短時(shí)間便能查明原因，由此可將液壓系統(tǒng)的小修時(shí)間確定為8h。

2.2.2 大修時(shí)間

通過對(duì)挖掘機(jī)生產(chǎn)廠家提供的相關(guān)資料進(jìn)行研究分析后發(fā)現(xiàn)，大部分挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的大修工時(shí)為350h 左右， 按照液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)以及挖掘機(jī)大修工藝流程所耗費(fèi)的時(shí)間，取0.8 作為折減系數(shù)，液壓系統(tǒng)平均大修的時(shí)間為280 工時(shí)，根據(jù)下式便可計(jì)算出液壓系統(tǒng)的最佳維修周期∶

經(jīng)過取整之后，履帶式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的首次大修周期可確定為9210h，按照相應(yīng)的遞減，第二次大修周期為6620h，第三次大修周期為5060h。

3 結(jié)論

綜上所述，由于大部分工程項(xiàng)目的時(shí)間都比較緊張，若是對(duì)履帶式挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)和維修， 勢必會(huì)影響施工進(jìn)度， 故此合理確定履帶式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的維護(hù)周期顯得尤為重要。這不但能夠提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命和工作效率，而且還能創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］沈戈.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性建模理論及其仿真研究[D].東南大學(xué)，2012.

［2］何麗妍.中型液壓挖掘機(jī)工作裝置機(jī)液聯(lián)合仿真分析及閥體優(yōu)化研究[D].吉林大學(xué)，2013.

［3］王永和.譚眾業(yè).進(jìn)口液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)使用應(yīng)注意的問題[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2009（10）.