农业机械液压系统的使用和维护_孙占涛.pdf

2023 年 4 月下85Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺农业机械液压系统的使用和维护孙占涛（曹妃甸职业技术学院，河北 唐山 063200）摘要：液压系统是农业机械设备的重要组成部分，其性能直接关系到农业机械设备的运行状态。但是由于液压系统结构复杂、操作环境要求相对高，在农业机械设备运行过程中容易出现各种故障。基于此，笔者结合多年工作实践，以农业机械液压系统概述作为切入点，阐述了规范使用农业机械液压系统的策略，提出了提升农业机械液压系统工作性能的维护措施，以此保障农业机械设备安全运行。关键词：农业机械；液压系统；液压泵；维护中图分类号：F323.3 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.08.026随着我国乡村振兴战略的实施，大力推进农业机械自动化成为助力农业经济高质量发展的关键。液压系统是农业机械装备必不可少的组成部分，在农业机械动力传递、功能实现以及结构优化等方面发挥关键作用。大量实践证明，液压系统发生故障不仅会导致农业机械装备停止工作，而且还极容易引发安全事故。因此，采取科学的维护保养措施规避农业机械液压系统故障极为重要。1 农业机械液压系统概述液压系统主要是通过改变液压油压力完成指定功能的动力传递。农业机械液压系统主要由以下五个部分组成：一是管路系统。管路系统内主要是供液压系统正常运行的基础元件，控制管路、连接管路、工作管路都是管路系统的组成部分。二是能源系统。能源系统是将原动机的机械能量转化为压力能的系统，叶片泵、齿轮泵等都是能源系统的组成部分。三是执行系统。执行系统则是将液体的压力能转化为机械能，驱动负载做直线往复运动的系统。四是调节控制系统。其主要是控制和调节液压系统中液体的压力、流量和方向，以此达到控制作用力的目的。五是辅助系统。辅助系统主要是农业机械液压系统的其他组成系统，油箱、滤油器、密封圈、高压球阀等都属于辅助系统1。随着我国农业机械制造技术的不断发展，液压系统在农业机械装备中的应用越来越普及。结合多年实践调查，农业机械液压系统相比其他机械动力系统具有体积小、驱动力大、调速范围广、自润滑以及响应快的特点2，具体如表1所示。表1液压系统与气动系统、电气系统的对比对比内容液压系统气动系统电气系统功率重量比大中小系统尺寸高压时最小中大运行平稳性好差中输出动作响应时间/s0.060.100.020.100.050.15传动效率70%小于30%小于90%智能装置蓄能器压力器蓄电池液压系统在农业机械装备中的应用主要体现在以下几个方面：一是通过液压系统控制农业机械部件位置。液压系统主要由信号控制和液压动力两部分组成，在农业机械中担任着悬挂升降件的作用3。例如，深松机械的深松铲是通过液压油缸实现高度调节的，联合收割机的自由升降也是通过液压系统实现的。二是通过液压系统实现农业机械的特定功能。随着我国农业装备自动化技术的发展，实现无人驾驶成为未来农业产业发展的主要趋势，无人驾驶的关键就是要通过液压系统实现。例如，液压系统中的信号控制部分可以控制驱动液压动力中的控制阀动作，以此达到远程控制无人农业机械工作部件位置的目的。三是通过液压系统驱动行车轮前行。农业生产环境比较复杂，需要农业机械装备在行进的过程中灵活控制车速，而通过液压系统可以将液压马达与变速箱连接，然后再将变速箱的转速传递给驱动轮，从而达到高效驱动的目的4。2 农业机械液压系统的改善策略农业机械设备液压系统正常运行是机械设备可靠运行的根本，规范操作是降低液压系统故障发生概率、提升农机工作效率的关键。结合多年实践调查研究，农业机械液压系统在使用过程中应做好以下几方作者简介：孙占涛（1991），男，河北唐山人，本科，助教，研究方向为机械设计制造及其自动化。862023 年 4 月下Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺面的工作。2.1 规范使用液压泵液压泵是液压系统的动力元件，主要是通过发动机或者电动机驱动，从液压油箱吸入油液，形成压力油排出，送到执行元件的一种元件。其工作原理就是通过运动带来泵腔容积的变化，从而压缩液体使得液体具有压力能。液压泵是农机液压系统的重要组成部分，在农机液压系统使用过程中需要严格按照规范要求操作液压泵。一是在液压泵启动时需要注意启动流程，需要先点动数次，当液压油液体流向及声音都正常后，低压运行10 min左右再进行正常使用，避免液压泵启动直接进入工作程序，造成负载过大。二是科学选择合理的滤油器。由于农机使用环境相对比较恶劣，尤其是工作环境中的颗粒污染物容易污染液压系统的液体，需要选择合适的滤油器。实践证明，粒径在10 m以下的污染物基本上不会给液压泵造成明显影响，但是大于10 m的污染物会给液压泵带来巨大影响，加剧泵内相对运动零件表面的磨损。为了延长液压泵的使用寿命，需要安装滤油器，滤油器要符合以下标准：轴向柱塞泵为10 m15 m，叶片泵为25 m，齿轮泵为40 m。三是在液压泵试运行的过程中，轴向柱塞泵元件必须要充满液压油并且排空空气，尤其是当长时间停机后，需要进行注油和排气操作，防止因液压管路发生泄油故障5。2.2 合理使用外手柄提升农具液压系统是农机关键部件工作的重要组成部分，在农机运行过程中除了液压系统输出动力之外，还应严格禁止操作人员手动控制外手柄提升农具。这是因为农机液压系统的安全阀频繁开闭容易造成早期磨损，甚至会因为安全阀失常而增加车机盖断裂事故发生的概率。例如，农业机械在相对硬质的地面作业时，操作人员调节手柄时，如果从上升位置直接快速扳向下降位置会使农机产生严重的损坏。因此，操作人员需要结合具体的作业环境熟练掌握手柄的控制方法，采取逐渐下降或者上升的操作方法，有效保护所悬挂的农具，延长农机的使用寿命。2.3 及时解决液压系统故障液压系统故障极容易引发安全事故，在使用液压系统时需要及时发现与解决系统故障。通过分析验证液压系统是否存在液压油缸升降失效、液压系统发热、液压泵工作噪声明显等故障。以液压系统发热为例，液压系统油液发热、温度高会造成农机出现操作不灵、作业不连续以及工作无力等故障。机械容易出现热变形，影响液压系统的传动精度，而且还会加速橡胶密封件变形、缩短密封件的使用寿命，降低液压系统油液的黏度甚至会加速油液氧化变质，导致压力阀卡死等危害。一般造成液压系统油液发热的原因主要是油箱容积太小，造成散热面积不够；农机在快速行进过程中，会有大部分多余的流量在高压下从溢流阀溢回而发热；液压系统管路过细过长，弯曲的管路比较多，系统元件精度不够，配合件的配合间隙太小等。因此，工作人员需要及时根据液压系统的故障特点采取相应的防治措施：一是农机操作人员需要根据不同的负载要求，检查、调整溢流阀的压力。二是合理选择液压油，尤其是要对油液的黏度进行准确的检查，尽量采用黏度低一点的液压油，以此减少磨损。三是要严格控制配合件之间的间隙，必要的时候要增设冷却装置6。3 提升农业机械液压系统工作性能的措施做好农业机械液压系统维护工作是保证农业机械液压系统高效运行，降低故障发生率的关键举措。为了最大程度提升农业机械液压系统的工作效率，需要构建科学的维护体系。3.1 建立完善的日常保养制度，规范保养流程建立完善的日常保养制度是降低农业机械液压系统故障发生率、延长机械设备使用寿命的重要途径。一是要规范日常检修工作制度，确保日常检查制度落实到位。由于农业机械液压系统处于高频率的运行阶段，尤其是在农忙阶段，受作业环境以及农机自身设备等因素的影响，液压系统的零部件极容易因松动而发生故障。因此，农机操作人员要严格按照日常检修制度，对重点部位、关键元件进行日常检查。例如，检修人员要在农机停机之后检查液压泵的螺钉是否存在松动、管路接口是否漏油等。二是要明确液压系统检修周期。液压系统容易受到污染，如果污染物进入到液压元件会给设备造成重大损失。定期保养是防范设备故障、解决故障的重要手段。因此，为了保证农业机械液压系统正常运行，需要明确检修周期，建立日常检修、月度检修、季度检修与年度检修相结合的保养体系，做到及时发现故障并及时解决7。2023 年 4 月下87Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺3.2 选择合适的液压油，防止空气入侵液压系统定期更换液压油是农具保养的重要项目。在农业机械液压系统维护保养中需要选择合适的液压油：一是在更换液压油时要严格按照说明书的要求选择相应标号的液压油，不能为了图便宜而选择质量没有保障的液压油，尤其是不能选择低于说明书规格要求的液压油。二是在更换液压油时不能采取混合使用的方式。由于不同型号的液压油的化学机理不同，如果混合使用容易发生化学反应，导致液压系统损坏，所以在更换液压油的时候需要将原有的液压油放干净之后再更换新的液压油。三是在更换液压油时需要注意不能将水、空气等侵入到液压系统中。如果在更换液压油的过程中水、空气侵入到液压系统，会导致油中含有水分等，这样极容易使得在压力下降时空气从油中游离出来，从而产生噪声，影响工作稳定性。所以在更换液压油时需要将液压系统中的空气排出，液压油泵的吸油管口不能露出油面，保持油泵驱动轴密封良好8。3.3 提升农业机械设备操作人员专业技能，树立质量安全意识设备操作人员是确保农业机械液压系统质量的关键因素，为了提升农机操作人员的专业技能，需要做好以下工作：一是要鼓励农机操作人员积累经验，利用经验及时发现潜在故障。例如，当液压系统在上升过程中出现异响时，其主要原因可能是齿轮箱内的滤网被堵塞、进油过程中混入了空气，导致进油阻力增大而产生异响，为此需要更换清洁的齿轮油并且清洗滤网。所以农机操作人员需要多积累经验，做到在作业过程中出现上述现象时可以快速地锁定故障原因，以便及时维修农机9。二是要加强教育培训，提升农机操作人员的专业技能。随着农业机械自动化技术的不断发展，农业机械自动化人才匮乏问题日益突出。人才匮乏不仅会影响到农业机械液压系统的维修工作，而且还会影响到农业生产。因此，我国要加大人才培养力度，鼓励新型农民参加技能培训，学习各种农业机械液压系统维修保障技能。例如，在农机操作中经常会遇到农机无法下降的故障，而导致此种故障的原因比较多，因此需要经过系统的培训让操作人员掌握相应的维修技能。三是要加强宣传教育，提升农机操作人员的质量安全意识。提升农机操作人员的安全意识是减少不规范操作、避免人为故障的重要手段。随着自动化技术的不断发展，我国要加强宣传教育，提升农机操作人员的安全意识，严格按照规范要求操作，以规范化的操作提升农机液压系统的稳定性与安全性10。4 结论综上所述，随着我国农业机械自动化、网络化技术的不断发展，液压系统因具有体积小、功率高、配置方便、自润滑以及耐用性强等特点而被广泛应用于农业机械领域。但是由于农业机械液压系统存在抗工作液污染能力差、泄漏等问题，在实践工作中容易出现各种故障，因此，为了确保农业机械装备的运行效率，需要规范使用农业机械液压系统，并且做好日常维护检修工作。参考文献：1 孟朝霞，李娜.农业机械液压系统的使用和维护J.农机使用与维修，2022(12)：108-110.2 周祉豪.浅谈农业机械液压系统的使用和维护J.南方农机，2021，52(25)：54-56.3 刘新刚.农机液压技术应用方式及常见故障问题探讨J.内燃机与配件，2022(1)：129-131.4 刘美玲.农机液压技术应用方式及常见故障问题分析J.时代汽车，2020(13)：179-180.5 孙鸿雁.玉米收获机典型液压系统故障原因与维修方法总结J.农机使用与维修，2021(12)：99-100.6 时伟伟.农业机械中的电液控制技术及其应用注意事项J.农机使用与维修，2022(5)：87-89.7 黄续芳.浅谈液压系统中柱塞泵常见故障及维修J.中国设备工程，2021(14)：74-76.8 王恺然，高鑫.农业机械液压系统泄漏的严重后果及预防措施J.南方农机，2014(3)：28-29.9 周多虎.工程机械液压系统的现场故障诊断与维修技术研究J.内燃机与配件，2021(22)：108-110.10 张振涛.机械设备中的液压系统维护与保养方法研究J.科技风，2019(18)：165.