煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障淺談

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摘要：液壓設(shè)備廣泛應(yīng)用與煤礦采掘中。由于煤礦采掘的環(huán)境復(fù)雜，液壓系統(tǒng)的油液易受污染，還面臨著水的侵蝕等問題，因此故障的發(fā)生率也較高。本文第一部分介紹了采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)；第二部分分析了煤礦采掘機(jī)械面臨的環(huán)境；第三部分探討了采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的類型及原因；第四部分提出了采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)維護(hù)措施。旨在為煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)維管理提供一些參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；采掘機(jī)械；液壓系統(tǒng)故障；維護(hù)

0引言

隨著我國機(jī)械化設(shè)備自動控制技術(shù)的提高，煤礦采掘的自動化水平也在不斷的提升。在煤礦采掘中，液壓設(shè)備占有較高的比例。液壓設(shè)備相對于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備，一方面設(shè)備強(qiáng)度和性能都有得到加大的改善，另一方面機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)質(zhì)量有所減輕。它的應(yīng)用有利于促進(jìn)煤炭采掘?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減少。此外，配合自動化控制系統(tǒng)，采集機(jī)械液壓設(shè)備的采掘效率得到極大的提升，作業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)化程度也得到了提升?；谝簤涸O(shè)備的優(yōu)勢，我國大部分大型煤礦中都引入了采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)。相對于其他的作業(yè)環(huán)境，煤礦采掘作業(yè)的粉塵多，空間環(huán)境復(fù)雜，長期在這種環(huán)境下，采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生率也相對較高。故障的發(fā)生對煤礦安全采掘及采掘進(jìn)度有著重要的影響，進(jìn)而影響煤礦采掘的經(jīng)濟(jì)效益。研究煤礦采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障及維護(hù)推確保煤礦生產(chǎn)安全和提升煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義。

1采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)

采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)有動力部件、執(zhí)行部件、控制部件、輔助部件及液壓部件構(gòu)成。其中動力部件用于促成機(jī)械能向液體壓力轉(zhuǎn)變，通過油泵為液壓系統(tǒng)提供動力來源。執(zhí)行部件用于促成液壓向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，并以此來帶動負(fù)載回轉(zhuǎn)往復(fù)的循環(huán)?？刂撇考糜谡{(diào)節(jié)控制源溫度、壓力、流量、方向以及其他需要控制的部分。如比例控制閥、定植控制閥、開關(guān)控制閥等。輔助部件包括油箱、油管、壓力表、濾油器、密封圈、油溫控位器等。液壓部件用做液壓傳播媒介。根據(jù)所用液壓媒介的不同，液壓部件分為乳化液壓部件和礦物油液壓部件兩類。

2煤礦采掘機(jī)械面臨的環(huán)境

煤礦采掘機(jī)的作業(yè)環(huán)境位于地下，它面臨的是一個非常復(fù)雜的環(huán)境。采掘機(jī)液壓系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行必須擁有品質(zhì)好的油液作為能量轉(zhuǎn)化的媒介。優(yōu)質(zhì)的油液應(yīng)該滿足良好的抗乳化性、水解安定性、抗泡性、空氣釋放性及合適的黏度等。這些因素是影響采掘機(jī)液壓系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)。合適的黏度是確保采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行保持最佳狀態(tài)不可缺少的條件。在煤礦采掘作業(yè)中，采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)處于一個擾動、噪音、粉塵、沖擊、振動、炮聲、非石、水侵入、溫度差、壓力差等環(huán)境。在這個環(huán)境下，采掘機(jī)液壓的油液系統(tǒng)容易被空氣中的雜質(zhì)所污染，液壓系統(tǒng)本身也容易因?yàn)榉蹓m、水侵入等不利環(huán)境的影響，加速零部件的老化和損壞當(dāng)正在掘進(jìn)的煤礦作業(yè)面或通道發(fā)生冒頂、片幫等問題時，采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)很可能由于水侵入發(fā)生損壞。在采煤作業(yè)面放炮時，液壓系統(tǒng)也可能由于井下巨大的振動和沖擊發(fā)貨所能倒架、歪架、漏油、油液污染等問題。

3采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的類型及原因

3.1故障類型

根據(jù)故障發(fā)生的原因，可以將采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障分為油液、壓力、流量及其他四種原因所致的故障。其中油液故障受油液質(zhì)量影響較大，壓力和流量原因受系統(tǒng)維護(hù)管理不當(dāng)影響較大。3.1.1油液原因所致的故障。油液的品質(zhì)受油液黏度、雜質(zhì)含量、含水量、排氣量、潤滑性能等因素影響較大。當(dāng)油液的黏度較大，在油面較低的情況，在阻力的影響下易導(dǎo)致吸油管吸不上油或發(fā)生堵塞。油液中如果雜質(zhì)含量較多，也會造成黏度增加。油液中含水量增多，就會影響油液的水解安定性。液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，因?yàn)橛凸芏氯蛴土枯^少，使得油量在彎道部分截面發(fā)生改變后易進(jìn)入空氣?？諝庖馔饬魅氡皿w力，若不能及時排除，就會引發(fā)機(jī)械液壓系統(tǒng)振動，進(jìn)而導(dǎo)致零部件發(fā)生松動，埋下故障隱患或直接產(chǎn)生故障的發(fā)生。此外，除油液質(zhì)量外，油量情況也會對采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。當(dāng)油箱油液量不足或發(fā)生漏油問題，就會導(dǎo)致泵的動力不足，無法提供充足的油液壓轉(zhuǎn)換機(jī)械能的牽引力，致使采掘機(jī)械工作效率下降。3.1.2壓力原因所致的故障。液壓系統(tǒng)的油液壓實(shí)情況是影響采掘機(jī)械壓力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的另一重要因素。當(dāng)油壓發(fā)生不穩(wěn)定，表現(xiàn)出油壓突然上升、突然下降，或油壓上升、下降反復(fù)不穩(wěn)定，就會導(dǎo)致影響油液流量和流速的不穩(wěn)定。在油液流速較慢時，節(jié)流通道壁內(nèi)容易堆積雜質(zhì)，造成節(jié)流閥堵塞。在油液壓力不足或過低的情況下，壓力脈動在阻力的作用下難以迅速降低，導(dǎo)致急性液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動情況減慢。相反，在壓力增高的情況下執(zhí)行元件運(yùn)動情況加快。這種采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況不僅會導(dǎo)致采掘機(jī)運(yùn)行能耗的增加，還會降低運(yùn)行的效能，加速采掘機(jī)械系統(tǒng)液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件的損壞，縮短液壓系統(tǒng)的使用壽命，不利于采掘機(jī)安全、可靠、穩(wěn)定、高效的生產(chǎn)。3.1.3流量原因所致的故障。采掘機(jī)液壓系統(tǒng)運(yùn)行的速度受油液流量的直接影響。當(dāng)有限發(fā)生漏油或供油不暢，導(dǎo)致油泵無法及時的向油壓系統(tǒng)提供動力，機(jī)械液壓系統(tǒng)動力部件與執(zhí)行部件的能量轉(zhuǎn)化就會發(fā)生不穩(wěn)定的情況，從而影響采掘機(jī)的工作效能。能夠引起流量變化的故障點(diǎn)主要發(fā)生在主系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)及主系統(tǒng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的判斷上幾個方面。主系統(tǒng)故障點(diǎn)多發(fā)于油箱、油泵、敏感壓力閥、Ls供油及Ls過濾器、聯(lián)閥首聯(lián)上的安全閥、回油過濾器。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障多發(fā)于先導(dǎo)組件供油不暢及漏油、聯(lián)閥換向閥芯滯澀及泄漏、壓力補(bǔ)償器彈簧疲勞、執(zhí)行元件泄漏。控制系統(tǒng)的故障多發(fā)于設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)、平衡閥損壞節(jié)調(diào)節(jié)不當(dāng)、主控系統(tǒng)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力參數(shù)達(dá)不到或達(dá)到了壓力參數(shù)卻執(zhí)行不到壓力。3.1.4其他故障其他故障包括油液溫度過高、執(zhí)行元件在齊賽作用下發(fā)生爬行、回油路堵塞等等的問題。其中油泵泄漏包含油氣含量增加、油泵泄漏、安全閥調(diào)整不當(dāng)、彈簧疲勞等可能。

3.2故障原因分析

油液質(zhì)量是影響機(jī)械液壓系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要因素之一。根據(jù)對采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障類型的分析，筆者認(rèn)為造成其故障的主要原因是多方面的。油液的質(zhì)量由粘度、雜質(zhì)含量、含水量和潤滑性能五個維度所決定。根據(jù)影響油液質(zhì)量的維度，分析油機(jī)械液壓系統(tǒng)常見的原因可能有以下一些：①采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)采用了劣質(zhì)油或和質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的油；②油液及液壓系統(tǒng)各零部件維護(hù)管理不當(dāng)；③采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)在運(yùn)行中保護(hù)及管理不當(dāng)，造成油液中水侵入；④空氣中所含的雜質(zhì)對油液造成了污染；⑤油箱內(nèi)或油液中不小心混入其他油液；⑥液壓系統(tǒng)故障未能及時排除導(dǎo)致油液被污染。結(jié)合采掘機(jī)的生產(chǎn)與管理，油液之所以會造成采掘機(jī)械壓系統(tǒng)故障，筆者認(rèn)為與采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)日常維護(hù)及運(yùn)行管理不當(dāng)有著緊密的關(guān)系。在日常管理中，采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)長期采用質(zhì)量較低的油液（包括生油液），日間維護(hù)檢查不細(xì)致，拆件和清洗不徹底戶或處理不當(dāng)，未能及時更換濾油器等油液及液壓附件，保護(hù)過程中處理不當(dāng)造成油乳化或含氣量增加，或混入其他油液，以及油箱油位較低，未能及時補(bǔ)充油液等等，都給采掘機(jī)械油壓系統(tǒng)發(fā)生故障造成不利影響。在最終，在多條件因素的互相作用及影響下，加速了采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生。

4采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)維護(hù)措施

4.1加強(qiáng)液壓油溫的控制

對于液壓系統(tǒng)的運(yùn)行而言，液壓油溫便宜保持在一個相對穩(wěn)定合適的溫度。要求液壓油溫應(yīng)始終保持低于60℃。在維護(hù)過程中，通過監(jiān)測油溫了解油溫狀態(tài)，并采取冷卻狀態(tài)。此外，還要及時清除附著在液壓設(shè)備上的污染物，來提高散熱效果。還可以通過在液壓傳動系統(tǒng)增裝冷卻裝置，來預(yù)防油溫升高過快的問題，更好的控制油溫。

4.2預(yù)防空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)

在日常維護(hù)中，應(yīng)加預(yù)防空氣進(jìn)入油箱。維護(hù)人員可通過增加對油箱油位的檢查，并及時補(bǔ)足油量，來預(yù)防空氣進(jìn)入液壓傳動系統(tǒng)。此外，還應(yīng)加強(qiáng)對油箱密封性的檢查。對于排氣較差的油箱，可通過在頂部增裝排氣裝置，確保能夠及時排除油箱內(nèi)部的空氣。

4.3加強(qiáng)油液污染防護(hù)

為了保證機(jī)械液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，首先應(yīng)保證加入的是優(yōu)質(zhì)油。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)油液污染的防護(hù)。日常維護(hù)中，應(yīng)做好油液儲存保護(hù)，以免雜質(zhì)或其他油液混入優(yōu)質(zhì)油。對于可能造成油液污染的環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)控制及管理。此外，還可以通過增裝油液過濾裝置來起到多液壓系統(tǒng)運(yùn)行中油箱內(nèi)油液的過濾和凈化。在過濾裝置清洗中，應(yīng)謹(jǐn)慎仔細(xì)的操作，預(yù)防油液中混入水或清洗不徹底問題的發(fā)生，來保證油液凈化的可靠性。

5結(jié)語

綜上所述，煤礦采掘中液壓系統(tǒng)在復(fù)雜的環(huán)境中面臨著較高的故障風(fēng)險。這種風(fēng)險主要來源于油液、流量、壓力等方面。造成油液污染、流量變化、壓力變化的原因來自于多方面。根據(jù)本文研究，空氣污染、水污染、維護(hù)不當(dāng)、其他油液的混入等原因是造成采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的主要原因。根據(jù)原因，在采掘機(jī)械運(yùn)行的生命周期內(nèi)，應(yīng)加強(qiáng)對液壓系統(tǒng)油液、流量、壓力等因素的控制，通過監(jiān)測及定期檢查及時了解油液質(zhì)量，了解采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)其他零部件的使用情況及壽命，及時更換老舊化的零部件和質(zhì)量不合規(guī)定的油液，為采掘機(jī)械液壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供一個良好的條件基礎(chǔ)。

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作者:王豐 單位:江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)校