论文导读：挖掘机是一种全液压机械，能量的输送是在管道和液压元件内部进行液压传动的，能量输送的过程不易观察和测量，因而对液压系统来讲传统维修方式是不适用的。我认为，通过对挖掘机液压系统故障的类型及其概率分布进行研究来提高挖掘机液压系统的可靠性，指导液压系统的维修工作，降低挖掘机的故障率，能够使机械发挥更大的经济效益，以适应目前生产实践的需要。而采用本文所推荐的维护周期，在整个施工期间将进行3~4次技术维护，减少了技术维护时间，将使挖掘机的工作效率大大提高。
关键词：挖掘机，液压系统，可靠度，维护周期
一、引言
挖掘机是一种全液压机械，能量的输送是在管道和液压元件内部进行液压传动的，能量输送的过程不易观察和测量，因而对液压系统来讲传统维修方式是不适用的。我认为，通过对挖掘机液压系统故障的类型及其概率分布进行研究来提高挖掘机液压系统的可靠性，指导液压系统的维修工作，降低挖掘机的故障率，能够使机械发挥更大的经济效益，以适应目前生产实践的需要。
二、液压故障判据
按国标（GB3187-82）规定，凡是不符合规定条件下所发生的事故就是故障。液压故障是指液压系统和液压元件不符合原规定条件下所发生的事故。判断产品是否发生故障，必须由业务主管部门（生产厂商）制定出产品的故障判据。液压元件故障判据主要包括以下几个方面：
1.轴向柱塞泵故障判据：容积效率低于合格品指标的5%；滑动摩擦副表面出现拉丝、粘铜或烧蚀；滚动体出现疲劳剥蚀；零部件出现损坏、断裂；变量机构失灵，或变量机构的变量特性低于合格品指标的10％以上等。
2.齿轮泵故障判据：容积效率下降到低于合格品指标的5%；齿轮端面等摩擦副表面出现拉丝、粘铜或烧蚀；轴承处出现剥蚀或抱轴、咬死；零部件出现损坏、断裂；有滴状外漏等。科技论文。
3.液压缸故障判据：有滴状外漏；缸体（包括焊缝）出现裂缝；紧固螺钉断裂等。
4.压力控制阀故障判据：压力调节失灵或有卡死现象；导阀颤振和啸叫、控制压力发生很大振摆；零部件的异常磨损或断裂；技术性能指标低于标准规定值的l0%；有滴状外漏等。
5.方向控制阀故障判据：换向、复位（对中）时间超过标准规定值的10%；内泄漏量超过标准规定值的10%；出现卡死、啸叫或抖动现象；零部件的异常磨损或疲劳断裂；有滴状外漏等。
液压元件种类很多，其故障判据各不相同，但都可以根据国家标准和部颁标准对该产品提出性能指标要求，制定出相应的故障判据。
三、液压系统的故障率和工作可靠度估算
对于液压元件的早期故障，应在产品的研制阶段设法加以排除；对于“超期服役”的液压元件，由于其老化、耗损等原因产生的故障，不可靠因素也随之增大，这两种情况皆不宜在系统可靠性估算中采用。而在液压元件的有效寿命期，此时只存在随机故障或偶然故障，其故障率一般为常数，不随时间改变，寿命分布服从指数分布规律，故障率和工作可靠度的估算就显得极为有用了。液压元件故障率λ的估算数学模型为：
 ——液压元件的故障率；
 ——液压元件失效率的修正系数，根据不同的环境，取值不同，常见挖掘机液压元件值在10~30之间；
 ——液压元件的基本故障率，根据不同的液压元件按表1取值，计算时一般取平均值。
表1 液压元件的基本故障率
| 元件名称 |
×10-6 |
元件名称 |
×10-6 |
| 上限 |
下限 |
平均 |
上限 |
下限 |
平均 |
| 液压缸 |
0.12 |
0.005 |
0.008 |
流量控制阀 |
19.6 |
1.68 |
8.5 |
| 滤油器 |
0.8 |
0.045 |
0.3 |
顺序阀 |
8.1 |
2.1 |
4.6 |
| 油 箱 |
2.52 |
0.48 |
1.5 |
固定小孔 |
2.11 |
0.1 |
0.15 |
| 蓄能器 |
19.3 |
0 |
7.2 |
可变小孔 |
3.71 |
0.045 |
0.55 |
| 电动驱动液压泵 |
27.4 |
2.9 |
13.5 |
伺服阀 |
56.1 |
16.8 |
30 |
| 压力控制阀 |
5.54 |
0.7 |
2.14 |
高压软管 |
5.22 |
0.16 |
3.49 |
| 溢流阀 |
14.1 |
3.27 |
5.7 |
管接头 |
2.1 |
0.012 |
0.03 |
| 四通阀 |
7.41 |
1.87 |
4.6 |
压力计 |
7.8 |
0.135 |
4 |
| 单项阀 |
8.10 |
2.2 |
5.0 |
电磁阀 |
19.7 |
2.27 |
11 |
液压元件在预防维修制度下的工作可靠度(即无故障概率)R(t)的表达式为：
液压系统的可靠性不仅取决于各个液压元件的可靠性，也与其组合方式密切相关。组合方式按液压元件在液压系统中功能的不同常分为串联系统和并联系统。根据不同的液压元件组合方式，各系统的可靠度为：
1.串联系统：
2.并联系统：
 ……
四、液压设备工作可靠度 允许值
液压设备工作可靠度是评价液压设备、液压系统工作可靠性的主要指标，的允许值是液压设备、液压系统在规定时间(即经济寿命时间)T不低于实际使用时间t内，不发生故障的概率。的取值范围是0≤≤1。的允许值应根据故障危害程度选取。如果故障所造成的经济损失不大，那么的允许值可以低一些。
工程建设机械液压系统的工作可靠度应在系统的工作效能和工作可靠性两者之间权衡：较大，虽然可靠性高，但经济寿命短，机械的工作效能低；若较小，则可靠性低，但可以延长其经济寿命。挖掘机液压系统工作可靠度一般为0.6～0.9之间，这样既可以保证工作的可靠性，又能够延长其使用寿命。
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