Ремонт гидравлических систем: диагностика агрегатов без замены наугад

Стрела поднимается медленнее, рабочая жидкость перегревается, насос начинает шуметь. Под подозрение первым попадает узел, рядом с которым проявился симптом, и его снимают на замену. Если причина находилась в другом месте контура, после замены симптом остаётся, а простой техники продолжается.

Ремонт гидравлических систем начинают с поиска места, где теряются поток или давление, а не с выбора агрегата для замены. Ниже разобраны основные агрегаты гидросистемы, признаки, по которым их подозревают, и порядок проверки, после которого решение о ремонте опирается на измерения и дефектовку.

Почему симптом не указывает на неисправный агрегат

Насос создаёт поток рабочей жидкости, и от величины этого потока зависит скорость движения цилиндров и частота вращения гидромоторов. Давление в системе возникает как ответ на сопротивление: нагрузку на штоке, момент на валу мотора, настройку клапана. Распределитель направляет поток к нужному исполнительному механизму, предохранительный клапан ограничивает давление, фильтры и бак поддерживают чистоту и температуру жидкости.

Все эти элементы связаны в один контур, поэтому потеря потока в одном месте проявляется в другом. Медленное движение цилиндра может быть связано с износом насоса, внутренним перетоком в распределителе, неверной настройкой или негерметичностью клапана, утечкой в самом цилиндре или загрязнённым всасывающим фильтром. Снаружи эти случаи выглядят одинаково: механизм движется медленнее.

В таблицах поиска неисправностей производителей причины группируют по признаку: шум, перегрев, неверный расход, неверное давление, неправильное движение механизма, вспенивание жидкости. В каждую группу входят несколько агрегатов сразу. Перегрев, например, связывают с изношенным насосом, неверной настройкой предохранительного клапана, внутренними перетечками из линии давления в слив, неисправным охлаждением и неподходящей вязкостью жидкости.

Агрегаты гидросистемы и признаки, по которым их подозревают

Таблица показывает, что наблюдают у каждого агрегата и чем подтверждают дефект. Признак указывает только направление проверки: один и тот же симптом может дать несколько агрегатов.

Гидронасос

Износ насоса увеличивает внутренние утечки: под нагрузкой часть потока возвращается внутрь насоса, и подача падает. Манометр показывает давление, но не подачу: изношенный насос может развивать давление и при этом отдавать под нагрузкой меньший поток. Поэтому для вывода о насосе одного манометра недостаточно. Шум насоса может быть следствием условий на входе: кавитации из-за забитого всасывающего фильтра или сапуна бака, подсоса воздуха через соединения всасывающей линии или уплотнение вала.

Гидромотор

У изношенного мотора растут внутренние утечки, которые уходят в корпус и дальше в дренажную линию. Мотор теряет момент и частоту вращения под нагрузкой. Тот же симптом дают недостаток давления или расхода на входе в мотор, поэтому износ мотора подтверждают измерением расхода в дренаже и сравнением с нормой производителя для конкретной модели.

Гидрораспределитель

Золотник и корпус распределителя работают с малым зазором. Загрязнение жидкости ускоряет износ этой пары и может вызвать заедание золотника, а изношенная пара пропускает жидкость из линии давления в слив. У распределителей с электрическим управлением отдельно проверяют катушку и цепь: если на катушку не приходит сигнал, механизм не переключается так же, как при механическом заедании.

Гидроцилиндр

У цилиндра различают наружную течь по штоку и внутренний переток через поршневое уплотнение. Внутренний переток снаружи не виден. Просадка штока под нагрузкой может быть связана не только с цилиндром, но и с перетоком в золотнике распределителя или неисправностью клапана удержания нагрузки. Поэтому вывод о цилиндре делают после проверки, которая отделяет его от распределителя и клапанов.

Клапаны

Предохранительный клапан с заниженной настройкой отправляет часть потока на слив раньше, чем нужно: давление не достигает рабочего, а энергия потока превращается в тепло. Завышенная настройка перегружает насос и другие агрегаты. Настройку сверяют со схемой и документацией на машину, а не выставляют по ощущениям.

Фильтры и рабочая жидкость

Жидкость общая для всех агрегатов, поэтому её состояние влияет на каждый из них. Твёрдые частицы изнашивают прецизионные пары насосов, моторов и распределителей; вода и неподходящая вязкость ухудшают смазку и могут увеличивать утечки через зазоры. Низкий уровень в баке и подсос воздуха приводят к вспениванию жидкости.

Порядок диагностики гидросистемы

Проверку ведут от общего к частному: сначала исключают причины, которые влияют на всю систему, затем отделяют агрегаты друг от друга измерениями.

• Исходные данные. Модель машины и агрегатов, гидравлическая схема, марка рабочей жидкости, даты замены жидкости и фильтров, недавние вмешательства в систему. Отдельно фиксируют, когда проявляется неисправность: на холодной или прогретой жидкости, под нагрузкой или постоянно, на одной функции или на всех, постепенно или внезапно.
• Рабочая жидкость, бак и всасывающая линия. Проверяют уровень, цвет и прозрачность жидкости, наличие пены, состояние фильтров и сапуна, соединения на входе в насос. Эта часть проверки не требует разборки и влияет на работу всех агрегатов.
• Внешний осмотр. Ищут наружные утечки, повреждения рукавов и соединений, следы перегрева. Осмотр выполняют на остановленной машине, правила поиска утечек приведены ниже.
• Измерения давления и расхода. Давление проверяют в предусмотренных схемой точках и сравнивают с документацией. Расход насоса измеряют гидротестером при рабочем давлении: прибор с расходомером и нагрузочным клапаном показывает, как меняется подача при росте давления.
• Локализация по участкам контура. Переставляя точку измерения, последовательно исключают насос, предохранительный клапан, распределитель и исполнительный механизм. Если параметры насоса соответствуют документации, причину ищут дальше по контуру.
• Снятие агрегата и дефектовка. Агрегат снимают после того, как измерения указали на него. Состояние деталей устанавливает дефектовка.

Направление поиска подсказывает и то, сколько функций затронуто. Если медленнее стали работать все функции, проверяют общие элементы: жидкость, всасывающую линию, насос, основной предохранительный клапан. Если отказала одна функция при нормальной работе остальных, поиск переносят на её секцию распределителя, клапаны этой линии и исполнительный механизм. Такое наблюдение задаёт направление проверки, а не ставит диагноз.

Безопасность при диагностике

Подключение приборов, ослабление соединений и любую разборку выполняют на остановленной машине после сброса давления. Поднятое рабочее оборудование предварительно опускают или фиксируют механическими опорами: при сбросе давления оно может опуститься. Струя жидкости под давлением способна проникнуть под кожу и вызвать тяжёлую травму, поэтому место утечки ищут визуально или с помощью куска картона, но не рукой. При подозрении на такую травму немедленно обращаются за медицинской помощью.

Измерения под нагрузкой выполняют квалифицированные специалисты по методике, которую задаёт документация на машину.

Дефектовка и решение о ремонте гидроагрегатов

Измерения на машине показывают, в каком агрегате теряется поток или давление. Состояние деталей устанавливает дефектовка: агрегат разбирают, очищают, осматривают и измеряют рабочие поверхности, зазоры и посадки, сверяя их с технической документацией. По результатам решают, какие детали оставить, какие восстановить и какие заменить.

Ремонт гидроагрегатов оправдан не во всех случаях. Решение зависит от степени износа, ремонтопригодности конструкции, доступности комплектующих, наличия документации и требований к ресурсу. До разборки состав работ и стоимость оцениваются только предварительно.

Следы на деталях помогают найти первопричину отказа. Задиры от абразива могут указывать на загрязнение жидкости, следы перегрева на уплотнениях - на нарушение температурного режима. Эти сведения нужны не только для ремонта самого агрегата, но и для проверки системы, в которую он вернётся.

После сборки агрегат проверяют на стенде: контролируют герметичность и рабочие параметры в предусмотренном режиме. Стендовая проверка подтверждает, что агрегат собран правильно и выдаёт требуемые характеристики, но не воспроизводит все условия работы на машине и не заменяет ресурсных испытаний.

Почему после ремонта агрегата проверяют всю систему

Ремонт агрегатов гидравлических систем решает задачу, если причина отказа находилась внутри агрегата: естественный износ, разрушение уплотнения, дефект детали. Если агрегат вышел из строя из-за загрязнённой жидкости, кавитации или неверной настройки клапана, новый или отремонтированный узел окажется в тех же условиях.

После разрушения агрегата продукты износа остаются в баке, рукавах, охладителе и других агрегатах и могут попасть в установленный узел. Поэтому при серьёзном отказе меняют фильтрующие элементы, заменяют или фильтруют жидкость, при необходимости промывают систему. Новая жидкость тоже может не соответствовать требуемому классу чистоты, поэтому её заливают через фильтр.

Какие сведения нужны для оценки ремонта

• марка и модель машины, маркировка агрегатов;
• гидравлическая схема, если она есть;
• описание симптома: на какой функции, при каком режиме и температуре жидкости он проявляется;
• результаты измерений давления и расхода, если они проводились;
• марка рабочей жидкости, даты замены жидкости и фильтров;
• история ремонтов и регулировок.

Последовательность вместо замены наугад

В гидросистеме симптом показывает, где проявилась неисправность, но не где она возникла. Поэтому ремонт гидравлических систем строят от общего к частному: сначала исключают жидкость, всасывание и настройки, затем измерениями находят агрегат с потерей потока или давления и только после этого снимают его на дефектовку. Такой порядок позволяет ремонтировать неисправный агрегат и одновременно устранить условие, из-за которого он вышел из строя.