Обслуживание гидравлических систем
В конструкциях машин применяется преимущественно гидравлический привод рабочего оборудования, рулевого управления, хода и других систем. Его основными элементами являются гидронасосы, гидродвигатели (гидроцилиндры, гидромоторы), гидроаппаратура (гидрораспределители, гидроклапаны, блоки управления), гидроемкости (гидробаки, гидроаккумумляторы), гибкие и жесткие гидролинии, фильтры.
Более 40 % общего числа отказов машин приходится на элементы гидросистем.
Причинами отказов и неисправностей аксиально-поршневых гидронасосов и гидромоторов являются износ деталей качающего узла, заклинивание поршня, поломка регулирующих пружин, нарушение герметичности, ослабление креплений.
Для шестеренных гидронасосов и гидромоторов характерны отказы из-за износа зубьев, боковых поверхностей шестерен, корпусов, разрушения уплотнений.
Признаками неисправностей гидронасосов и гидромоторов являются снижение производительности, уменьшение скорости движения рабочих органов, повышенный шум при работе, ценообразование в гидроемкостях, течь рабочей жидкости, снижение давления в гидросистеме и полного КПД более чем на 15 %. Изменение КПД от наработки видно из рис. 5.16.
На гидроцилиндры приходится до 30 % отказов сборочных единиц гидросистем. Отказы возникают вследствие износа внутренней поверхности корпуса и уплотнений, поверхности отверстия поршня, деформации штока, повреждения наружных уплотнений, заклинивания или нарушения герметичности клапана ограничения хода поршня, ослабления креплений.
Признаки неисправностей обнаруживаются по снижению скорости срабатывания цилиндров при работе под нагрузкой, уменьшению развиваемого усилия, неравномерности движения штока, течи масла по штоку и др.
На гидрораспределители выпадает более трети отказов гидросистем, основными причинами которых являются износ поверхностей корпусов, золотников, уплотнений, потеря работоспособности электромагнитов управления, заедание или заклинивание золотников, поломка пружин, фиксаторов.
Нарушения регулировок и неисправности гидроклапанов обусловлены износом внутренних рабочих поверхностей, пружин, уплотнений.
Неисправность гидроаппаратуры характеризуется снижением скорости рабочих операций (до 20 %), давления, самопроизвольными рабочими движениями, нарушением фиксации рабочего оборудования в заданном положении и др.
На работоспособность гидросистем влияет состояние гидролиний, фильтров, рабочей жидкости.
К отказам и неисправностям гидролиний относятся их засорение, деформация, ослабление креплений, разрывы, разъединения, которые вызывают повышение давления в гидросистеме или его резкое снижение, утечки рабочей жидкости, ценообразование, повышенный шум при работе, замедление рабочих движений из-за подсоса воздуха.
Засорение и механические повреждения фильтров снижают подачу, нагревают рабочую жидкость, повышают давление в гидросистеме.
Эксплуатация шестеренных гидронасосов и гидромоторов должна осуществляться при номинальной тонкости очистки рабочей жидкости 63 мкм, аксиально-поршневых гидронасосов и гидромоторов, гидроаппаратуры — не менее 40 мкм.
Техническое обслуживание проводится для предотвращения отказов и неисправностей гидравлического оборудования, при этом выполняется комплекс профилактических работ, включающий в себя ЕО, ТО-1, ТО-2, ТО-3, СО.
Ежесменное обслуживание гидропривода машин содержит в основном контрольные работы — проверку уровня рабочей жидкости в гидроемкости, ее температуры, герметичности гидросистемы, наличия шумов, плавности рабочих движений машины, очистку элементов системы.
При ТО-1 проверяется крепление сборочных единиц, настройка гидроклапанов, интенсивность нагрева рабочей жидкости, продолжительность рабочих циклов, выполняются регулировочные, крепежные, смазочные и заправочные работы.
Операции ТО-2 включают в себя определение давления и производительности гидронасосов, чистоты и наличия воздуха в гидравлической жидкости, замену или очистку загрязненных фильтрующих элементов.
При ТО-3 и СО предусматриваются контроль давления и объемного КПД гидромоторов, усадки штоков, внутренних перетечек, объемных КПД гидроцилиндров, усилий перемещения золотников гидрораспределителей и их хода от нейтрального положения, давления настроек предохранительных клапанов, давления перед фильтрами, а также параметров, контролируемых при ТО-2. Выполняются необходимые крепежные и регулировочные работы, очистка или замена рабочей жидкости.
При ТО-3 выполняются регулировки предохранительных и перепускных клапанов, гидрозамков, дросселей. Их проверка производится по параметрам давления срабатывания, перепаду давлений, минимальному и максимальному расходам, тормозному пути рабочего органа. Давление настройки клапанов проверяется при температуре рабочей жидкости около 40 °С.
Для проверки и настройки предохранительных и перепускных клапанов включается рычаг управления соответствующим клапану приводом и, удерживая его в заданном положении, по манометру проверяется давление настройки, которое должно отличаться от номинального не более чем на 0,5 МПа. При необходимости регулировки вращением регулировочного винта выполняется установка требуемого давления по шкале манометра. Если регулирование в заданных пределах невозможно, клапан демонтируется и заменяется.
Нормативная продолжительность ТО гидросистем по видам работ составляет: очистка, мойка — 0,2...0,6 ч; контрольные работы — 0,8... 1,2 ч; регулировочные операции — 2...2,5 ч; смена, заправка рабочей жидкости, замена, промывка фильтров — 2...6 ч.
Техническое обслуживание гидронасосов и гидромоторов содержит очистные работы, диагностику, проверку крепления и протечек рабочей жидкости.
При ТО гидроцилиндров выполняются диагностирование, крепежные операции, проверяется исправность устройств, предохраняющих шток от забоин и загрязнений, заменяются уплотнения, смазываются шарнирные соединения. Движение штока должно быть плавным, без рывков и заеданий, возможен вынос рабочей жидкости на штоке, но без каплеобразования, не допускаются внешние утечки рабочей жидкости.
Техническое обслуживание гидрораспределителей включает в себя уборочно-моечные, контрольные и крепежные работы.
Гидроемкость промывается дизельным топливом и для удаления посторонних частиц продувается сжатым воздухом. Рабочая жидкость заливается в гидроемкости через установленый в горловине фильтр. Контроль уровня рабочей жидкости и дозаправка, а также проверка герметичности соединений гидроемкости с гидролиниями выполняются при каждом ТО, включая ЕО.
Гайки крепления гидролиний затягиваются специальными динамометрическими ключами. Недостаточная затяжка может привести к нарушению герметичности трубопроводов, чрезмерная — к деформации развальцованной части. Не допускается натяжение трубопроводов, изменение радиуса изгиба у наконечников, отличного от рекомендованного, скручивание, определяемое по деформации нанесенной на поверхность маркировочной линии, контакт с металлическими частями, вибрация.
В процессе ТО фильтров из корпусов сливаются отстой, заменяются бумажные и промываются сетчатые фильтрующие элементы. Степень загрязненности проверяется измерением давления рабочей жидкости в возвратном трубопроводе перед фильтром. Необходимость ТО фильтров определяется сверхдопустимым перепадом давлений, обычно более 0,35 МПа при нормативном 0,24 МПа.
Текущий ремонт гидроагрегатов ограничен необходимостью обеспечения высокой точности работ, обусловленных изготовлением элементов гидросистем по 5—6-му квалитетам точности. Поэтому сложные виды ремонта гидроаппаратуры должны выполняться на специализированных предприятиях сервиса.
Эксплуатационные предприятия, располагающие необходимой производственной базой и технологическим оборудованием, часть работ по восстановлению работоспособности гидросистем выполняют собственными силами. Снятые с машин гидроагрегаты моются и доставляются на участок ремонта. Разборка и сборка гидронасосов и гидромоторов выполняется на специальных подставках или верстаках.
После разборки очищенные составные части контролируются, в основном визуальным осмотром и микрометражом.
В гидросистеме имеются детали, для которых технические требования на контроль общие, независимо от принадлежности к агрегатам, узлам. К ним относятся уплотнения, пружины, шпильки, гайки, шайбы.
В аксиально-поршневых гидронасосах и гидромоторах заменяются резинотехнические изделия, вкладыши вала, поршни, детали с трещинами, сколами на посадочных поверхностях, с вмятинами и срывами резьбы в крепежных отверстиях, блоки с задирами на торцах глубже 1 мм и отверстиями под поршни диаметром больше номинального, с износом посадочных гнезд под подшипники, с трещинами или износом азотированного слоя; выходные валы со срезом шлицов и кривизной более 0,3 мм, с забоинами по фланцу глубиной свыше 1,5 мм, с износом отверстий крепления кардана более 0,1 мм; люлька, имеющая раковины и коррозионные разрушения глубиной более 20 % от толщины соответствующей стенки, блок и поршень при наличии крупных дефектов.
Восстановлению сваркой подлежат корпуса и крышки, имеющие раковины и коррозионные разрушения необработанных поверхностей глубиной не более 50 % от толщины соответствующей стенки на площади не более 15 % от общей площади корпуса. Поверхность люльки при незначительных дефектах зачищается и заделывается эпоксидными пастами с металлическим наполнителем.
Посадочные места в соединениях стакан — корпус восстанавливаются наращиванием и обработкой фланцев. Задиры и риски на поверхности цапфы устраняются зачисткой.
Торцевые поверхности блоков цилиндров и крышки насосов после расточки центральных отверстий под ремонтный размер шлифуются.
Дефекты торцевых поверхностей блоков цилиндров и распределителей глубиной до 0,1 мм устраняются притиркой.
При наличии не более пяти задиров и рисок глубиной до 0,1 мм и длиной до 5 мм на рабочих поверхностях блоков и поршневых отверстий они зачищаются и притираются специальными чугунными притирами с алмазной пастой, а затем доводятся совместно с поршнями без пасты.
Шатуны при незначительных дефектах азотированного слоя восстанавливаются притиркой сферических поверхностей до получения правильной геометрической формы.
При износе и выкрашивании поверхностей поршней, увеличении люфта в сопряжении поршень — шатун заменяются детали или качающие узлы в сборе.
Изогнутость валов и центральных шипов правится до получения биения рабочей поверхности относительно оси не более 0,04 мм.
В шестеренных гидронасосах и гидромоторах заменяются каркасные сальники, уплотнительные резиновые кольца, шестерни с изношенными зубьями, корпуса, имеющие трещины и выкрошенные части.
Крышки с изношенными посадочными местами под втулки растачиваются с последующей постановкой втулок увеличенного диаметра.
Отремонтированные гидроагрегаты регулируются, обкатываются и испытываются согласно техническим условиям производителей.
Ремонт насосов считается удовлетворительным, если при заданном давлении в соответствии с требованиями технической документации обеспечиваются величины утечки и подачи рабочей жидкости.
Разборочно-сборочные работы гидроцилиндров большого размера осуществляются на специальных стендах, небольшого — на верстаках.
В процессе контроля деталей гидроцилиндров выбраковываются корпуса и крышки с трещинами, проходящими через посадочные поверхности отверстий, повреждениями поверхностей, распространяющимися более чем на 15 % толщины стенок; втулки с трещинами, овальностью и конусностью более 0,1 мм; штоки при сильных изгибах, обоймы, вкладыши, проушины, поршни при наличии трещин.
Риски, задиры и износ внутренних поверхностей гидроцилйнд-ров до 0,1 мм устраняется растачиванием и последующим шлифованием. Изношенные отверстия в крышках цилиндров восстанавливаются постановкой ремонтных втулок.
При изгибе штоков до 0,15 мм допустима их правка. Царапины или задиры глубиной не более толщины хромового покрытия зачищаются и полируются.
Поверхностные дефекты поршней глубиной до 0,3 мм устраняются зачисткой.
При сборке гидроцилиндров заменяются уплотнительные кольца, манжеты и прокладки, проверяется центровка поршней относительно рабочих поверхностей корпусов.
Испытание гидроцилиндров предусматривает проверки прочности, равномерности движения штока, давлений страгивания и холостого хода, герметичности. Прочность проверяется давлением, превышающим на 50 % рабочее, с выдержкой по 30 с в крайних положениях.
Разборка и сборка гидроаппаратуры выполняется на специальных подставках или верстаках.
При ремонте гидрораспределителей не подлежат восстановлению шайбы, шплинты, уплотнительная арматура, детали с повреждениями прецизионных поверхностей, золотники с глубокими дефектами, штифты, фиксаторы и пружины, корпуса клапанов при наличии трещин и дефектов глубиной более 10 % от толщины соответствующей стенки.
При ремонте гидрораспределителей корпуса с дефектами рабочих поверхностей более 0,01 мм зачищаются и полируются. Наружные несквозные трещины в корпусах могут заделываться эпоксидными замазками.
Золотники с неглубокими дефектами шлифуются до их выведения. Золотник, заклинивший во втулке, выпрессовывается, зачищается, притирается к втулке, и пара испытывается на плотность.
Перед сборкой гидрораспределителей золотники комплектуются по диаметрам поясков, корпуса распределителя и внутреннему диаметру камеры, а бустеры — по внешнему диаметру.
Если отверстия в корпусе не ремонтировались, золотники устанавливают на прежние места. При необходимости золотники подбираются и притираются. Золотники должны плотно входить в отверстия корпуса и плавно перемещаться по всей его длине.
Поверхностные повреждения корпуса клапана глубиной менее 10 % от толщины соответствующей стенки заделываются эпоксидными пастами и зачищаются. Износ внутренней рабочей поверхности выводится зачисткой или шлифовкой. Корпуса и клапаны притираются совместно.
Испытания большинства видов гидроаппаратуры включают в себя проверку работы, наружной и внутренней герметичности, плавности регулирования и диапазона настройки.
При испытании гидрораспределителей проверяются работа фиксатора, давление срабатывания предохранительного клапана, механизма возврата золотников, герметичность золотниковой пары, работа перепускного клапана, величины утечек через клапаны.
Трещины и пробои в гидроемкостях заклеиваются эпоксидными смолами или запаиваются. Большие повреждения устраняются заплатами из листовой стали. При повреждении фланцев они срезаются и привариваются исправные. Трещины по сварным швам устраняются удалением дефектного шва и наложением нового. При деформации стенок гидроемкостей они выправляются и проверяются на герметичность. При опускании в емкость с водой и создании давления воздуха 0,1 МПа дефекты гидроемкостей обнаруживаются по пузырькам воздуха.
Рукава, утратившие герметичность в местах заделки наконечников или имеющие вздутия и порывы, заменяются.
В жестких гидролиниях продольные трещины запаиваются, забоины на ниппелях и переходниках зачищаются. Рукава высокого давления и шланги ремонтируются обжатием стальными муфтами. Поврежденные концы обрезаются и зачищаются.
Гидролинии в течение 5... 10 мин проверяются под давлением, превышающим на 20 % нормативное.