【摘 要】目前国内大多数矿山使用的液压挖掘机均采用高压油液作为介质传递动力，同时溢流产生大量热量需要冷却，其冷却的方式与效果受到专业人士的普遍关注。液压系统基于体积小、重量轻、布局灵活等基础因素，均采用风冷却方式。随着风冷却式油冷却器的广泛应用，由于冷却系统故障造成系统高温、油液变质的问题逐渐引起人们的关注。本人基于在石灰石矿几年来对液压设备的使用维修经验，对风冷式油冷却器故障及处理方法做简单分析。
【关键词】风冷却器；故障；处理方法；分析
1 液压系统的冷却方式
液压系统的冷却方式分为风冷和水冷两大系列
1.1 风冷却液压系统
1.1.1 风冷却液压系统工作原理
目前，石灰石矿液压挖掘机所使用的均是风冷却液压系统。该系统是以空气做为介质，将系统在作业工程中产生的热量传递出去，这种冷却方式主要包括风扇、导风罩和由许多带散热片的管子组成，在电动机的作用下，旋转的风扇迫使周围空气沿导风罩穿过带散热片的管子表面，而热的油液通过这些管子，将热量从散热片表面散发到空气中，使液压系统中的温升控制在50℃～70℃范围内。
1.1.2 风冷却液压系统优缺点
风冷却系统适用于移动式液压设备，结构简单，维修方便，在低温季节不启动冷却系统空载运转，可以是系统温升迅速达到工作状态，使用便捷，效率高，但是由于风冷方式受外界空气换热系数小的限制，有夏季冷却效果较差等缺点。
1.2 水冷却液压系统
1.2.1 水冷却液压系统工作原理
液压系统采用较多的是管式水冷却器，就是在液压油箱中安装一根蛇形水管，水在管内流动，将油液中的热量带走。近几年又出现的翅片式冷却器效果较好，就是在原来的基础上水管外面又装设了横向或纵向的散热片，提高了散热效果。
1.2.2 水冷却液压系统优缺点
水冷却液压系统效果较好，适用于室内大型液压泵站等机械。但是，由于水冷却方式的限制，还具有低温冻结，易结水垢，对管壁产生穴蚀现象等缺点。
2 风冷却系统的影响因素
液压系统的温升是由于大量高压油液从溢流阀中溢流或系统内泄引起的，控制系统的温升影响其冷却系统因素也是比较多的，其中主要有散热效率、空气流量和自然温度三个方面。
2.1 散热效率
油冷却器的散热效率与冷却器容量和油液流量有关。液压系统冷却器安装在溢流阀泄荷的回油路上，最大流量2×320L/min，最小流量趋于0，根据实验，泄荷的油量与系统工作效率成正比，当系统产生负载超过系统设定压力值时，就有大量的油液从溢流阀泄荷。另外油冷却器表面污垢和油液的变质，都必然影响到油冷却器的散热效率。
2.2 空气流量
空气流量主要是风扇叶片直径、叶片安装角度，叶片形状，导风罩，电动机转速等因素，其中，影响程度最大的应该是风扇叶直径，叶片安装角度和电动机转速，直接影响到空气的流量。
2.3 自然温度
但自然温度低于12℃以下时，液压系统温升可以通过油冷却器的散热，效果效果理想。当外界高于12℃时，由于空气散热系数的关系，系统温升会随自然温度的升高而逐步升高。当然温度超过30℃时，自然温度每升高1℃，系统温升就会以2倍或更高的速度提升，如果不能控制系统泄荷，就会影响到冷却效果。
3 风冷式油冷却器常见的故障
液压系统在工作时，柱塞泵的工作压力可达30MPa，系统泄荷产生的热量，随时都要冷却，如果冷却系统出现故障，对液压系统的安全运行将是一个重大的威胁。以石灰石矿液压挖掘机为例，风冷式油冷却器经常出现以下故障：
3.1 油温过高
现象：液压油温过高，指油温表面指针在80℃或80℃以上。
故障原因分析：
（1）油箱油液不足。在系统启动前未对油位进行检查，油液不够循环冷却使用，导致油液缺失严重，不能及时冷却系统内产生的热量，造成油温过高。
（2）油散热器堵塞，由于在液压系统维保检修或是在更换油液过程中，不慎掉入异物，容易直接造成散热器堵塞，油液流通不畅，导致油温过高。
（3）电动机故障。在工作前未对其进行检查，致使电动机转速不够或不转，不能形成足够的空气对流及时带走系统产生的热量，从而使油温升高。
（4）风扇故障。叶片损坏或叶片角度不正确，使空气的流速不够，将影响到油冷却器的散热，从而导致整个冷却系统温度过高。
（5）冷却器表面污垢。现在的液压系统均根据压力和负载对冷却器的散热面积进行匹配。在长期使用过程中，因大量粉尘污垢粘结到冷却器表面，直接降低散热效率。
检查处理方法
（1）检查油箱液位，确认液压系统各部件、油管有无泄漏现象，油箱液位处于正常位置，如有问题要及时处理。
（2）检查更换滤芯，同时在日常维保或更换油液时，要保持系统的清洁，杜绝一切污物进入到系统中。并按周期更换滤芯，以保证系统的平稳运行。
（3）检查电动机。启动时观察电动机是否达到额定转速，如果存在接触器有异响或电动机旋转有异常时，应及时停止启动。
（4）检查风扇。如果存在风扇叶损坏、风扇失去动平衡时要及时修整。若风扇叶有折断的迹象应及时更换，保持风扇形状上的完好。
（5）清整污垢。油冷却器表面要根据实际情况及时清整，在气温高于0℃时，可用冲洗设备进行清洁；当气温降到0℃以下时，可采用0.4MPa压力的风进行清洁，以保持其表面干净。
3.2 油温过低
现象：在冬季液压系统中，油温经常出现过低的情况，这样会对系统中的润滑和功率输出产生很大的影响。
故障原因分析：
过早开启冷却系统。在启动液压系统的同时也启动了冷却系统，这样就直接影响到系统的温升，是的系统不能有效地提高到正常的工作温度检查处理方法：
空载运行。首先是液压系统空载运行3～5分钟，待系统温升达到20℃后，再进入正常的工作状态；当温升超过60℃时，开启冷却系统。
4 风冷式油冷却器维护保养
（1）清洁使用
冬春季节气候干燥，要对油冷却器每周进行一次清洁，然而无论是用水或者风清洁，其压力都不应超过0.4MPa，不要将风（水）管直接接触冷却器表面，要相隔0.5～0.8米的距离，避免对冷却器表面造成损伤。夏秋季节，可以对冷却器每两周用水进行一次清洗，以保证冷却器表面的清洁。
（2）定期检查
定期对冷却系统进行检查，主要检查进出油管路是否存在泄漏现象，螺栓是否有松动，冷却器是否牢固等，发现问题及时处理。
【参考文献】
[1]工程机械液压传动原理、故障诊断与排除[M].机械工业出版社.
[2]液压传动系统设计与使用[M].化学工业出版社.
[责任编辑：张涛]
相关热词搜索： 挖掘机 液压 系统故障 简单 方法
