三一重工挖掘机产品概况和常见故障分析毕业设计

1、 三一重工挖掘机产品概况和常见故障分析2010 届 机械工程 系专 业 机械制造与自动化学 号 020123100108 学生姓名 指导教师 完成日期 2013 年6月15日 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目： 三一重工挖掘机产品概况和常见故障分析 专业： 机械制造与自动化 姓名： 连志兴 毕业设计（论文）工作起止时间：自2012年3月22日至2013年6月15日止 毕业设计（论文）的内容要求：根据自身工作和掌握的相关知识浅析三一重工 生产的液压挖掘机的结构构造、工作原理、保养细则、使用要点以及 常见故障的分析，为客户提供产品的使用说明，方便客户平日对 挖掘机常见故障的检测及维修，

2、真正发挥该产品的经济效益，最大 程度的满足客户的需要。 指导教师： 年 月 日目录毕业设计内容摘要 .3一、 挖掘机概述.41、 挖掘机发展历史.52、 挖掘机结构组成.63、 挖掘机工作原理.7二、 挖掘机的保养工艺分析.71、 挖掘机常规保养.82、 挖掘机保养过程注意事项.9三、 挖掘机常见故障分析.101、 挖掘机发动机常见故障分析.102、 挖掘机液压系统常见故障分析.12四、 附录.16五、 致谢.18六、 参考文献.19 毕业设计内容摘要 随着社会主义现代化建设的需要,工程机械在其中扮演着越来越重要的角色,而挖掘机作为“工程机械桂冠上的明珠”自然而然地成为了建设过程中必备不可的工

3、具, 挖掘机是工程机械领域中一种典型的土石方施工设备，在建筑工地、道路建设、农田水利、油田矿山、市政工程、机场港口等部门的土石方施工中起到十分重要的作用。它不仅可以实现挖掘，还有装载、卸料等方面的功能，除此之外，挖掘机还可以根据作业对象和施工的要求更换工作装置，有很强的实用性和灵活性，是工程建设领域的“变形金刚”。工程机械不同于汽车，没有专门的4s店维修保养服务，所以对挖掘机的日常保养与常见故障排除主要依赖于客户自身，本文主要介绍三一挖掘机的结构构造、工作原理、保养细则、使用要点以及发动机和液压系统常见的故障分析，为客户提供产品的使用说明，方便客户平日对挖掘机常见故障的检测及维修，真正发挥该产

4、品的经济效益，最大程度的满足客户的需要。关键词： 三一挖掘机 构造 保养 故障 检测 分析 维修第一章挖掘机概述1.1挖掘机的发展史 1.1.1 挖掘机整体发展 第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史。期间经历了由蒸汽驱动到电力驱动和内燃机驱动的回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机。 20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机 从20世纪60年代中期起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量已达挖掘机总产量的80%以上

5、, 目前液压挖掘机产量已几乎占挖掘机总产量的100%。 20世纪70年代起，液压挖掘机广泛采用高压变量系统，向高速、高压、大功率发展，产量占挖掘机总产量的90%以上, 目前液压挖掘机产量已几乎占挖掘机总产量的100%。 1.1.2我国挖掘机的发展现状我国是一个发展中国家,在其辽阔的土地上正在进行大规模的经济建设,这就需要大量的土石方施工机械为其服务,而液压挖掘机是最重要的一类土石方施工机械,因此在中国存在着一个巨大的液压挖掘机现实市场和更为巨大的液压挖掘机潜在市场。 早在1954年我国就已开始生产机械式挖掘机,这种机械式挖掘机的生产一直延续到八十年代初。 随着我国液压挖掘机行业国外先进技术的引

6、进和国产液压挖掘机产品的增加和性能水平的提高,开始全面淘汰已生产多年的落后、笨重的中、小型机械式挖掘机。 我国开发液压挖掘机的时间是从上世纪60年代后期开始的，到七十年代末八十年代初出现了一些液压挖掘机产品。纵观我国液压挖掘机近40年的发展历史,大致可以分成以下几个阶段。(1) 开发阶段(19671977年):以测绘仿制为主的开发。液压挖掘机取得初步成功。 (2) 液压挖掘机的发展阶段(19781986年)。液压挖掘机发展、提高并全面替代机 械挖掘机阶段。(3)以各种生产方式联合引进日本挖掘机制造技术(19871993年)。,其批量产品投放国内市场或出口,打破了多年来几个挖掘机生产企业垄断国内

7、挖掘机市场的局面。(4)中外合资、独资挖掘机生产企(1994年至今)。中外合资、外商独资生产企业生产具有世界先进水平的多种型号和规格的液压挖掘机产品。目前我国挖掘机目前品牌主要分为三大派系：欧美、日韩、国产。 欧美品牌主要有：美国的卡特彼勒Caterpillar、凯斯（case）、B-E等；德国的奥加凯（O&K）、利勃海尔（liebherr）、阿特拉斯（atlas）、阿克曼、威豪森（weyhausen）、德马克（demag）等；法国的波克兰（poclain）；英国的JCB等等。 日韩品牌主要有：日本的小松（komatsu）、日立（hitachi）、神钢（kobelco）、住友（simitomo

8、）、久保田（kubota) 、韩国的大宇（daewoo）、现代（hyundai）、斗山(doosan)等等。 国产品牌主要以三一（sany）为领军的一系列品牌，包括中联重科、徐工、厦工、柳工、詹阳、福田等等 目前三一品牌挖机的产量和品质都接近和达到国际一流产品。销量中国第一，远超小松、日立，成为全球知名的中国民族品牌。1.2三一挖掘机的结构组成 1.2.1挖掘机定义及分类挖掘机，又称挖掘机械（excavating machinery)，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。挖掘机分类一：常见的挖掘机按

9、驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧与地下矿井和其它一些易燃易爆的场所。挖掘机分类二：按照行走方式的不同，挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机。挖掘机分类三：按照传动方式的不同，挖掘机可分为液压挖掘机和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型矿山上。挖掘机分类四：按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别。目前，建筑施工中常用的挖掘机为单斗挖掘机，它主要通过铲斗挖掘。装载土或石块，并旋转至一定的位置（一般为运输车辆上方），为一种集挖掘、装载于一体的高效土方建筑机械。1.2.3挖掘机的组成 挖掘机的一般构造如

10、图（见附录1）所示，现通常按结构主要分为：回转平台、工作装置、行走装置。l 回转平台：由回转平台、液压传动装置、伺服操纵装置、动力装置、司机室、空调系统、电器系统等组成。l 工作装置由动臂、斗杆、铲斗、联杆、摇杆、油缸等组成。l 行走装置由车架、支重轮、托链轮、导向轮、张紧装置、履带、行走机构、回转接头等组成（见附录PPT）。 挖掘机用途： 挖掘机是一种多用途土石方施工机械，主要进行土石方挖掘、装载，还可进行土地平整、修坡、吊装、破碎、拆迁、开沟等作业，所以在公路、铁路等道路施工，桥梁建设，城市建设、机场港口及水利施工中得到了广泛应用。所以挖掘机兼有推土机、装载机、起重机等的功能，能代替这些机

11、械的大部分工作。1.3挖掘机的工作原理液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成。根据其构造和用途可以区分为：履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压

12、挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油要在方便的场地，也可改用电动机。液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。（见附录2）第二章 挖掘机的保养与维护对挖掘机实行定期维护保养的目的是，减少机器的故障，延长机器使用寿命；缩短机器的停机时间；提高工作效率，降低作业成本。只要管理好燃油、润滑油、水和空气，就可减少70的故障。事实上，70左右的故障是由于管理不善造成的。 （1） 保持排

13、气口的干净；（2）保持启动器是紧固的和可以把持的；（3）清除扇叶和风扇罩里的草屑和尘粒,防止过热,下降效率；（4）根据应用强度,定期调换或清洗空气滤清器；（5）火花塞要保持干净；（6）应用合适的燃油；（7）对于汽化器,要排尽所有的汽油,以避免结胶；（8）对于橡胶表面,为减缓老化,可在表面涂上一层保护材料；（9）对于液压系统,要检查密封剂和机油的量是否适当,必定要避免水在液压系统里冷凝；（10)对于金属表面,为了避免生锈腐化,冬天所有要保留的设备表面都应喷上一层漆；（11)对于发动机,要将油箱里的燃油排尽,排尽发动机里的润滑油,并注进干净的润滑油；（12)对于点火系统,必定要确保蓄电池布满了电,

14、在电池两极涂上润滑脂或类似的保护,以免其受腐化,假如在没有热气的处所保留设备,为避免电极溶液冻结,要取出电池,储躲于温热的处所,点火系统最好不要受潮；（13)对于传动系统,要检查润滑油的量是否合适,并防止受潮；（14)对于冷却系统,要参加新防冻剂;1、燃油的管理要根据不同的环境温度选用不同牌号的柴油；柴油不能混入杂质、灰土与水，否则将使燃油泵过早磨损；劣质燃油中的石蜡与硫的含量高，会对发动机产生损害；每日作业完后燃油箱要加满燃油，防止油箱内壁产生水滴；每日作业前打开燃油箱底的放水阀放水；在发动机燃料用尽或更换滤芯后，须排尽管路中的空气。 最低环境温度 0 -10 -20 -30 柴油牌号 0#

15、 -10# -20# -35# . 2、其它用油的管理 其他用油包括发动机油、液压油、齿轮油等；不同牌号和不同等级的用油不能混且；不同品种挖掘机用油在生产过程中添加的起化学作用或物理作用的添加剂不同；要保证用油清洁，防止杂物（水、粉尘、颗粒等）混入；根据环境温度和用途选用油的标号。环境温度高，应选用粘度大的机油，环境温度低应选用粘度小的用油；齿轮油的粘度相对较大，以适应较大的传动负载，液压油的粘度相对较小，以减少液体流动阻力。 3、润滑油脂管理 采用润滑油（黄油）可以减少运动表面的磨损，防止出现噪声。润滑脂存放保管时，不能混入灰尘、砂粒、水及其它杂质；推荐选用锂基型润滑脂G2-L1，抗磨性能好

16、，适用重载工况；加注时，要尽量将旧油全部挤出并擦干净，防止沙土粘附。 4、滤芯的保养 滤芯起到过滤油路或气路中杂质的作用，阻止其侵入系统内部而造成故障；各种滤芯要按照（操作保养手册）的要求定期更换；更换滤芯时，应检查是否有金属附在旧滤芯上，如发现有金属颗粒奕及时诊断和采取改善措施；使用符合机器规定的纯正滤芯。伪劣滤芯的过滤能力较差，其过滤层的面各人和材料质量都不符合要求，会严重影响机器的正常使用。 5、定期保养的内容 新机工作250H后就应更换燃油滤芯和附加燃油滤芯；检查发动机气门的间隙。 日常保养；检查、清洗或更换空气滤芯；清洗冷却系统内部；检查和拧紧履带板螺栓；检查和调节履带反张紧度；检查

17、进气加热器；更换斗齿；调节铲斗间隙；检查前窗清洗液液面；检查、调节空调；清洗驾驶室内地板；更换破碎器滤芯（选配件）。清洗冷却系统内部时，待发动机充分冷却后，缓慢拧松注水口盖，释放水箱内部压力，然后才能放水；不要在发动机工作时进行清洗工作，高速旋转的风扇会造成危险；当清洁或更换冷却液时，应将机器停放在水平地面上。启动发动机前的检查项目。检查冷却液的液面位置高度（加水）；检查发动机机油油位，加机油；检查燃油油位（加燃油）；检查液压油油位（加液压油）；检查空气滤芯是否堵塞；检查电线；检查喇叭是否正常；检查铲斗的润滑；检查油水分离器中的水和沉淀物。 每100保养项目。动臂缸缸头销轴；动臂脚销；动臂缸缸

18、杆端；斗杆缸缸头销轴；动臂、斗杆连接销；斗杆缸缸杆端；铲斗缸缸头销轴；半杆连杆连接销；斗杆、铲斗缸缸杆端；铲斗缸缸头销轴；斗杆连杆连接销；检查回转机构箱内的油位（加机油）；从燃油箱中排出水和沉淀物。 每250H保养项目。检查终传动箱内的油位（加齿轮油）；检查蓄电池电解液；更换发动机油底壳中的油，更换发动机滤芯；润滑回转支承（2处）；检查风扇皮带的张紧度，并检查空调压缩机皮带的张紧度，并作调整。 每500h保养项目。同时进行每100和250H保养项目；更换燃油滤芯；检查回转小齿轮润滑脂的高度（加润滑脂）；检查和清洗散热器散热片、油冷却器散热片和冷疑器散热片；更换液压油滤芯；更换终传动箱内的油（仅

19、首次在500h时进行，以后1000h一次）；清洗空调器系统内部和外部的空气滤芯；更换液压油通气口滤芯。 每1000h保养项目。同时进行每100、250和500h保养项目；更换回转机构箱内的油；检查减振器壳体的油位（回机油）；检查涡轮增压器的所有紧固件；检查涡轮增压器转子的游隙；发电机皮带张紧度的检查及更换；更换防腐蚀滤芯；更换终传动箱内的油。 每2000h保养项目。先完成每100、250、500和1000h的保养项目；清洗液压油箱滤网；清洗、检查涡轮增压器；检查发电机、启动电机；检查发动机气门间隙（并调整）；检查减振器。 4000h以上的保养。每4000h增加对水泵的检查；每5000h增加更换

20、液压油的项目。 长期存放。机器长期存放时，为防止液压缸活塞杆生锈，应把工作装置着地放置；整机洗净并干燥后存放在室内干燥的环境中；如条件上所限只能在室外存放时，应把机器停放在排水良好的水泥地面上；存放前加满燃油箱，润滑各部位，更换液压油和机油，液压缸活塞杆外露的金属表面涂一薄层黄油，拆下蓄电池的负极接线端子，或将蓄电池卸下单独存放；根据最低环境温度在冷却水中加入适当比例的防冻液；每月启动发动机一次并操作机器，以便润滑各运动部件，同时给蓄电池充电；打开空调制冷运转5-10min第三章 挖掘机常见故障分析3.1挖掘机发动机常见故障分析故障现象原因分析解决方法发动机功率足够，运转正常，而机器速度缓慢，

21、挖掘无力液压泵内部液压元件产生过度磨损，造成内漏，导致流量不足，速度缓慢，不能形成高压对液压泵进行数据测量，更换及修复可以配件，重新组装液压泵后，在校验台进行调试。匹配各系统数据（压力、流量、扭矩2、重要液压元件安全阀，这些安全阀现在所设定的压力达不到标准压力。还有，若阀的杆与孔之间磨损间隙过大，阀杆回位不完全，则导致流量不足，速度减慢。卸下多路分配阀，在校验台调试，重新设定所有安全阀的压力至标准压力，消除阀杆与阀孔之间的间隙即可行走跑偏，同时一只手柄的动作不理想液压泵分为前后泵或左右泵，行走跑偏说明有一泵有故障，最简单的判断方法是：将液压泵的两根高压出油管对调，如果原来慢的腿变快，快的腿变慢

22、，就证明了有一泵有故障卸下液压泵，更换一只泵内的配件，在校验台调试发动机冒黑烟柴油消耗增加或无力易熄火现象1涡轮增压器损坏2发动机内部有些配件因磨损相互间配合间隙过大，柴油燃烧不充分，供油系统供油流量及压力不达标 3液压泵调节机构的不正常工作，造成不能与发动机实现恒功率变量更换涡轮增压器、调整发动机内部配件间隙，使之达到发动机恒功率。发动机为什么冷机器为什么难启动现象发动机缸套与活塞配合间隙过大，配气机构严重漏气此类现象必须大修发动机。发动机动力足够，但出现闷车现象液压泵本身也有一定的功率，若液压的功率大于发动机的功率就会出现闷车（憋车）现象。这需要将液压泵上进口校验台调试，把液压泵的功率降至

23、发动机功率的95%即可冷机时一切正常，热机时动作缓慢，挖掘无力液压泵内部配件严重磨损，继续使用下去有可能造成液压泵严重损坏这种情况的毛病就表时液压泵到了非大修不可的程度了。须更换内部所有磨损配件，重新组装后上进口校验台调试，才能恢复液压泵的标准状况。3.2挖掘机液压系统常见故障分析目前常用的挖掘机液压系统：总功率控制系统、负流量控制系统、正流量控制系统、负荷传感系统、电控液压系统、定量液压系统3.2.1日常作业环境下挖掘机液压系统维护的简要概述.对工程机械用户来说，产品技术状况的良好与否是企业能否正常消费挖掘机的直接要素。就液压挖掘机而言，正常运转是其良好技术状况的一个主要特征。合格的液压油是

24、液压系统顺利运转的保证，正确的维护是液压系统运转的基本所在。（1）选择合理的液压油， 液压油在液压系统中起着传递、润滑、冷却、密封的作用，液压油选择不当是液压系统耐久性下降的主要原因。应按随机挖掘机液压油选择署名书中原则来合理选择液压油，不同牌号和不同颜色的液压油不能混用，以防不同液压油之间发生化学反应。 (2)防止固体杂质混入液压系统 ，清洁的液压油是液压系统的正常工作的保证。 液压系统中有许多精密部件。若固体杂质入侵将形成对发动机拉伤、油道堵塞等故障现象。固体杂质混入液压系统的原因有;液压油不清洁；液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质混入液压系统： 加油时，必需过滤液压油，保证加

25、油工具清洁，以防固体杂质和纤维杂质掉入油中。 保养时，油箱加油盖、机油滤清器盖、液压油管等暴露部位要避开扬尘，对装配部位要先进行彻底清洁。除去油箱挖掘机盖周围的泥土，确认清洁后翻开油箱盖。液压元件、液压油管要仔细清洗，用高压风枪吹干后再组装。(3)防止空气和水破坏液压系统 防止空气破坏液压系统, 在常压常温下液压油中含有一定容积比的空气，当挖掘机压力降低时,空气会从油中游离出来，气泡分裂使液压元件“气蚀”挖掘机，发生噪声。少量的空气进入油中将使“气蚀”现象加剧，液压油收缩性增大，在同等作业强度下,降低了任务效率，执行元件工作不良。另外，空气还会使液压油发生氧化。防止空气入侵应留意以下几点： a

26、、维修和换油后应该按扫除液压系统中的空气。b、液压油泵的吸油管口不得露出液压油的表面，吸油管路要密封良好。 c、油泵驱动轴的密封应良好,液压油泵驱动轴的油封应该用多唇油封以增加其密封性。 防止水入侵液压系统 油中含有过量水分，会使液压元件发生锈蚀、使得润滑油强度降低。除了在维修保养过程中要防止水分入侵外，还要注意储油桶在不使用时要拧紧盖子；3.2.2挖掘机液压系统常见故障分析与解决方法常见故障故障原因解决方法油泵不出油系统中进入空气各部连接处如有松动加以紧固,管路中的密封垫和油管如有损坏破裂,进行更换修复轴承磨损严重换新轴承油液过黏换规定的油料油压不能增加到正常工作压力皮碗老化不封油或活塞卡在

27、过压阀打开的位置拆洗更换过滤器太脏清洗更换液压阀与阀座不密合紧固、更换密封垫油质不良换油油箱中的油位低加油蓄压器到操作台的油路中油压迅速降低并恢复缓慢过滤器太脏清洗或更换管路损坏或渗油紧固、焊修或更换压力表指示不正确压力表故障检修、更换（压力表座上有开关，察看油路时，可将开关打开，平时工作应将开关关死，可避免表过早损坏。工作缸漏油皮碗磨损、油封不良换新皮碗油管接头处漏油螺母松动、喇叭头裂缝拧紧螺母，若仍漏油，则须修理或更换喇叭头部分旋转接头漏油密封圈磨损拧紧螺母，若仍漏油，可加密封圈或加1m原垫圈踏板制动器油缸活塞行程太小刹车油少，有少量空气进入缸内添加刹车油，拧紧缸体上的排气塞，踩几次踏板，

28、将缸中空气挤出操纵阀打开后，阀杆被卡住阀杆与阀体之间有赃物进入可来往扳动手柄，必要时更换该操纵阀（注：此故障可能引起事故，因手柄已扳到断开位置而被操纵机构仍未脱开，如提升动臂，翻到挖掘机身后去。倘若遇此情况，应立即分离主离合器，切断动力，并使用制动器）操作阀工作不平稳导杆与阀杆移动不灵活清洗或用研剂轻研几下，阀杆与阀体最大配合间隙为0.015mm弹簧或其他零件损坏换新，装配前用汽油洗涤并加润滑油。注意事项：挖掘机液压系统特殊要求：实现主机各动作时，阻力与作业速度随时变化，要求油缸和马达的压力和流量也能相应变化。为充分利用发动机功率和缩短作业循环时间，要求进行复合动作。左、右履带分别驱动。 一切

29、动作都是可逆的，而且要求无级调速。各作业油缸有良好的过载保护，回转机构和行走装置有可靠的制动和限速，要防止动臂因自重快速下降。液压挖掘机的养护管理办法：不要盲目处理，按照“先易后难、先外后内、先重点后一般”的顺序分析和解决问题，一般先检查挖机外部泄漏情况，检查油量油质，检查堵塞情况，对于元器件内部磨损引起的故障，要先弄懂原理后作针对性的检查，通过对挖机液压系统更加深入的了解和掌握，不断提高技术和工作能力，才能更好的解决好液压设备使用者面临的主要问题。当挖掘机的控制系统出现问题时，能找出引起系统故障真正的原因，更多的工作是从平时的日常点检开始，侧重设备检查和维修工作的细节，在故障旱期就将引起故障的各种因素消除，通过对工作循环不断的改进与提高，从而使预知维修工作能在不断变化的工作环境中更进步，确保设备发挥更大的效益，实现设备事故为零的目标。第四章 附录附录2驱动控制油 操纵发动机先导泵先导阀司 机驱动 工作油 控制油 工作油工作泵主控阀马 达实现 工作油 实现工作