淺析地下鏟運機液壓系統(tǒng)的檢修與保養(yǎng)

玉聚尖

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦，廣西南丹縣547207)

淺析地下鏟運機液壓系統(tǒng)的檢修與保養(yǎng)

玉聚尖

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦，廣西南丹縣547207)

地下鏟運機液壓系統(tǒng)的正確檢修與保養(yǎng)，能充分發(fā)揮設(shè)備效能，減少故障發(fā)生，延長使用壽命，降低使用成本。結(jié)合工作實踐對地下鏟運機液壓系統(tǒng)的檢修、保養(yǎng)內(nèi)容和標準進行探析，介紹了鏟運機運行過程中常見的故障及處理方法。

地下鏟運機;液壓系統(tǒng);檢修;保養(yǎng);故障處理

地下鏟運機作業(yè)的環(huán)境比較復(fù)雜、惡劣，用戶需要鏟運機的液壓系統(tǒng)有理想的可靠性。因此，正確使用、檢測和保養(yǎng)液壓元件與系統(tǒng)的方法尤為重要。鏟運機液壓系統(tǒng)的檢修及保養(yǎng)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)廠商推薦的周期和標準進行。必須強調(diào)做好日常維護和保養(yǎng)工作，日常維護保養(yǎng)工作是保證設(shè)備正常運行、延長設(shè)備使用壽命、降低生產(chǎn)成本的重要手段。

1 鏟運機液壓系統(tǒng)概述

鏟運機液壓系統(tǒng)一般由4個液壓回路組成:動力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)、動力制動液壓系統(tǒng)、工作裝置液壓系統(tǒng)和動力換擋變速箱－變矩器液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的液壓元件主要包括動力元件、控制元件、執(zhí)行元件和輔助裝置。

確保液壓元件和液壓回路完好，才能保證液壓系統(tǒng)的性能良好。對液壓元件進行檢修、測試和保養(yǎng)時，為了使檢測的結(jié)果準確、可靠，應(yīng)在試驗條件齊全，環(huán)境良好的實驗室或車間進行。對液壓系統(tǒng)整體回路的調(diào)試，要根據(jù)鏟運機的具體性能要求，對壓力、流量、工作方向等進行測試、調(diào)整，以使系統(tǒng)各參數(shù)符合主機作業(yè)要求的技術(shù)指標。檢修和保養(yǎng)目的是排除故障，確保元件或系統(tǒng)的各項技術(shù)指標均能達到鏟運機的工作要求。

2 鏟運機液壓系統(tǒng)檢修與保養(yǎng)的內(nèi)容及標準

2.1 鏟運機液壓元件的檢修與保養(yǎng)

2.1.1動 力元件的檢測

鏟運機的動力元件是液壓泵，為工作液體提供壓力能。壓力與流量是液壓泵的兩個性能參數(shù)，在液壓泵的額定轉(zhuǎn)速下，用壓力表與流量表測量液壓泵輸出工作液體的壓力與流量。具體測試方法為:

(1)啟動檢測設(shè)備，使液壓泵在卸荷狀況下運轉(zhuǎn)(如將溢流閥或安全閥扭松)，使液壓泵在額定轉(zhuǎn)速下空載運轉(zhuǎn)幾分鐘，觀察其運轉(zhuǎn)是否正常，有無刺耳的噪聲;

(2)調(diào)緊溢流閥或安全閥到合適位置(不可超過液壓泵的最高工作壓力)，調(diào)整節(jié)流閥，使液壓泵輸出壓力達到額定值;

(3)用流量表測量液壓泵在額定壓力下的流量。

目前，鏟運機多采用不可調(diào)節(jié)類型的液壓泵，通過對額定轉(zhuǎn)速下壓力與流量的測量，可以直觀反映液壓泵的具體性能指標，當(dāng)測量的壓力或流量達不到標準時，表明液壓泵需要修復(fù)或更換。

2.1.2 控制元件

鏟運機液壓系統(tǒng)的控制元件用于各機構(gòu)運動控制和調(diào)節(jié)，稱為控制閥，主要有工作裝置液壓系統(tǒng)操作閥(如先導(dǎo)閥、液控多路換向閥)、變速操作閥、轉(zhuǎn)向優(yōu)先閥、轉(zhuǎn)向流量控制閥、制動控制閥、電磁閥及溢流閥、減壓閥等。

鏟運機液壓系統(tǒng)的部分控制元件是可調(diào)元件。如TORO400型鏟運機安全閥、充壓閥、轉(zhuǎn)向溢流閥、工作裝置液壓系統(tǒng)操作閥等可根據(jù)液體的工作壓力和動作要求，通過調(diào)節(jié)控制閥的控制彈簧壓力來對液體的工作壓力進行調(diào)整，保證系統(tǒng)壓力符合規(guī)定技術(shù)指標。TORO400型鏟運機安全閥輸出控制壓力調(diào)定為180bar，充壓閥輸出控制壓力調(diào)定為100～135bar，轉(zhuǎn)向溢流閥輸出控制壓力調(diào)定為140 bar，工作裝置液壓系統(tǒng)操作閥輸出控制壓力調(diào)定為165bar。

為能發(fā)揮控制元件最大的使用效率，首先要保證控制元件的靈活性，其次液壓系統(tǒng)使用的油料的質(zhì)量和工作油溫應(yīng)達到要求，最后要求控制元件無損壞、無異響、無泄漏等。TORO400型鏟運機液壓系統(tǒng)用油牌號為68#無灰抗磨液壓油，液壓油最適合的工作溫度60～80℃，如果不能達到要求，在工作過程中會效率降低，同時也容易損傷元件。

2.1.3 執(zhí)行元件

液壓缸是鏟運機液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。鏟運機的工作機構(gòu)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都是采用雙作用單桿活塞液壓缸，動作機能和耐壓性能是檢測液壓缸的主要性能參數(shù)。其檢測方法如下:

(1)檢查液壓缸在空載時的運動狀況，看是否有阻滯、跳動現(xiàn)象;

(2)操作控制閥，使液壓缸活塞分別處于液壓缸兩端，對兩工作油腔分別施加額定壓力，使液壓缸內(nèi)泄漏量流到量杯，用量杯測量其內(nèi)泄漏量;

(3)操作控制閥，使液壓缸分別處于液壓缸兩端，對兩工作油腔分別施加1.5倍額定壓力，保持數(shù)分鐘，檢查液壓缸各裝配接合面是否有漏油，各零部件是否有損壞或變形等現(xiàn)象。

為確保液壓系統(tǒng)各元件的良好性，做好以下幾項保養(yǎng)工作十分必要:

(1)嚴格按照保養(yǎng)規(guī)程，并結(jié)合作業(yè)周期和工況，以正確方法定時定量更換液壓油，確保油液質(zhì)量達標;

(2)控制閥一般都是組合件，加工精度都比較高，液壓回路內(nèi)一旦有雜質(zhì)，便會影響液壓系統(tǒng)的正常工作。因此，要定時清洗、維護這些控制閥，并調(diào)好壓力;

(3)對于工作部件的密封件，要有良好的密封效果，如液壓馬達、液壓缸等密封很重要，在經(jīng)過長時間劇烈工作后，要及時檢查，發(fā)現(xiàn)損壞或泄漏等現(xiàn)象，要及時更換，這樣才能提高工作部件的使用壽命;

(4)要及時清理各管路表面的油污，因為如果油污長期附著管路，特別是橡膠管路，很容易加快管路老化及損壞。

2.2 鏟運機液壓系統(tǒng)的檢修與保養(yǎng)

鏟運機液壓系統(tǒng)使用一定時期后，由于各種原因發(fā)生故障或產(chǎn)生異?，F(xiàn)象，如果用調(diào)整的方法已不能排除問題，可對系統(tǒng)液壓元件進行檢修或更換。在進行鏟運機液壓系統(tǒng)檢修的過程中，應(yīng)特別注意如下事項:

(1)拆解檢修精度較高的液壓元件和其它零部件時，要保持場地干凈整潔，最好在凈化車間內(nèi)進行;

(2)檢修時，要完全釋放液壓系統(tǒng)內(nèi)的液體壓力，必要的情況下，可將系統(tǒng)內(nèi)的油液去除干凈;

(3)拆卸油管時，要將油管的管頭清理干凈，然后用干凈的石蠟紙或塑料制品將管頭包扎好，不能用棉紗或破布將油管堵塞，注意避免雜質(zhì)進入;

(4)更換橡膠類的密封件時，避免用銳利的工具，注意不要損傷密封件;

(5)安裝O形密封圈或其他密封件時，應(yīng)將與密封件相接觸部件的尖角修鈍，避免密封件被毛刺劃傷;

(6)拆解液壓系統(tǒng)的各元件和其他裝置時，拆卸下來的零部件應(yīng)分門別類妥善放置和保存;

(7)拆解和組裝液壓元件時，不要被工具或其他東西碰傷精度高的加工表面;

(8)拆解后再裝配時，各零部件必須徹底清洗干凈;

(9)裝配時密封圈不能有扭曲現(xiàn)象，要保證滑動部件的靈活性;

(10)安裝液壓元件或管接頭時，擰緊力應(yīng)合適即可，不可出現(xiàn)由于使用的擰緊力過大而導(dǎo)致發(fā)生液壓元件變形、滑閥的閥芯不能靈活滑動等現(xiàn)象。

鏟運機液壓系統(tǒng)整體檢修后，為確保整體性能達到使用要求。首先逐一測試與調(diào)整系統(tǒng)元件的技術(shù)指標，使之達到額定值。接下來在對鏟運機液壓系統(tǒng)進行整體全面的調(diào)試和試機過程中，還需要合理地調(diào)整系統(tǒng)中各個調(diào)壓元件的壓力值，使系統(tǒng)各元件工作時協(xié)調(diào)配合、運行合理流暢，從而保證液壓系統(tǒng)的性能穩(wěn)定可靠。如果系統(tǒng)壓力值調(diào)整不合理會造成液壓能的損耗，使油溫升高，甚至?xí)驗閯幼鞑粎f(xié)調(diào)，導(dǎo)致機械產(chǎn)生運行性故障。總而言之，試機成功才是最終的目的。

試機包括空載監(jiān)測調(diào)試和負載監(jiān)測調(diào)試。在試機之前，要重新檢查鏟運機液壓系統(tǒng)各元件安裝是否正確，各動作部件連接是否牢固，油箱內(nèi)的液面高度是否符合規(guī)定等，檢查確認沒有錯誤后才能試機。

(1)空載監(jiān)測和調(diào)試?？蛰d監(jiān)測和調(diào)試的目的是鏟運機在不帶負荷運轉(zhuǎn)的條件下，全面檢查系統(tǒng)各液壓元件和各回路工作是否正常，并將各個液壓元件的技術(shù)指標調(diào)整到滿足液壓系統(tǒng)工作要求的范圍。進行空載監(jiān)測和調(diào)試時，先啟動鏟運機，使整個系統(tǒng)滑動部件得到充分的潤滑，然后使液壓泵以標定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，檢查液壓系統(tǒng)各裝置是否有異常響聲;油箱中液面是否有過多的泡沫;液位高度是否在規(guī)定范圍。同時，檢查儀表盤上的油壓表及油溫表是否正常。一切正常后，依次緩慢操縱各操縱桿，使各執(zhí)行元件分別在空載下工作，低速全程運行并排除系統(tǒng)中存在的空氣。接下來，依次操縱各操縱桿，讓各執(zhí)行元件在正常工作程序下，進行無負荷連續(xù)運行，檢查各動作是否合理協(xié)調(diào)、連貫平穩(wěn)，是否存在誤動作及跳動等現(xiàn)象。運行1～2h后，重新檢查油溫、油壓、液位高度等各參數(shù)指標是否在允許的范圍內(nèi)。

(2)負載監(jiān)測和調(diào)試。負載監(jiān)測和調(diào)試的目的是鏟運機在承受負荷后，檢查液壓系統(tǒng)工作是否能夠達到預(yù)定的要求，如作業(yè)能力是否達到設(shè)計要求;工作部件運動的平穩(wěn)程度是否符合規(guī)定;噪聲和振動是否在允許的范圍內(nèi);油溫是否在允許的范圍內(nèi)等等。進行負載監(jiān)測和調(diào)試時，應(yīng)從簡單到復(fù)雜，從單個動作到復(fù)合動作的步驟循序漸進進行，并盡可能在多種多樣的工況環(huán)境下測試，目的是檢查鏟運機作業(yè)時液壓系統(tǒng)工作裝置的所有動作是否達到使用要求，在各種工況環(huán)境下作業(yè)是否有足夠的適應(yīng)能力。如果一切正常，可以進行最大負載試車，這樣可避免設(shè)備出現(xiàn)運行性損壞等事故。在測試過程中，對系統(tǒng)壓力、流量、溫度、噪音、泄漏情況等進行全程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題要及時記錄和仔細分析處理。

3 鏟運機液壓系統(tǒng)常見故障診斷及處理方法

鏟運機液壓系統(tǒng)在工作過程中，由于各種各樣的原因，會出現(xiàn)多種多樣的故障，并具有突發(fā)性、隱蔽性，排除故障時，必須十分清楚系統(tǒng)的工作原理和正確分析故障原因才能確保維修的效果。下面簡述鏟運機在工作過程中，液壓系統(tǒng)較容易出現(xiàn)的幾種問題及排除方法。

(1)油壓不足的影響。油壓不足是影響鏟運機液壓系統(tǒng)正常工作的常見問題之一。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力不足時，可從儀表盤上的油壓表直觀反映，也可從執(zhí)行運動部件的工作狀況——速度、噪音等判斷出來。例舉TORO400型鏟運機:當(dāng)制動系統(tǒng)油壓不足100bar時，制動系統(tǒng)無法打開剎車裝置，鏟運機無法行走;當(dāng)工作裝置液壓系統(tǒng)油壓達不到165bar時，動臂舉升和鏟斗翻轉(zhuǎn)緩慢無力，動臂提升時間不能達到標準的7s，鏟斗翻轉(zhuǎn)時間不能達到標準的2.5s等。系統(tǒng)油壓經(jīng)確定不足時，可從系統(tǒng)是否堵塞和泄漏(包括內(nèi)泄漏和外泄漏)進行排查，因為兩者是系統(tǒng)工作油壓不足的主要因素。油路暢通，密封性好是系統(tǒng)正常工作的保證。處理方法:因為液壓系統(tǒng)是一個循環(huán)系統(tǒng)，檢查是否有堵塞和泄漏問題，可從油箱→動力元件(泵)→控制元件(閥)→執(zhí)行元件(油缸等)的順序，也可從執(zhí)行元件(油缸等)→控制元件(閥)→動力元件(泵)→油箱的順序逐段檢查。如果發(fā)現(xiàn)堵塞問題，可拆下閥、油管等相關(guān)部件進行清洗，把油路清洗干凈并用高壓空氣吹干。如果發(fā)現(xiàn)有外泄漏現(xiàn)象，可根據(jù)外泄漏的原因使用相應(yīng)的方法處理，如管頭松動時，就緊固管座;密封件損壞時，就更換密封件等。如果是相關(guān)零部件因為損壞或磨損過大造成內(nèi)泄漏現(xiàn)象時，就使用正確的維修方法給予修復(fù)或更換，如液壓泵內(nèi)泄漏造成輸出壓力不足時，就要檢修液壓泵;如控制閥、油缸內(nèi)泄漏造成壓力缺失時，就要檢修液壓泵、油缸等。

(2)液壓系統(tǒng)升溫快，發(fā)熱嚴重的影響。液壓油油溫過高會使油的黏度降低，泄漏增大，導(dǎo)致機械磨損加劇，甚至產(chǎn)生熱變形，失靈損壞等，嚴重影響鏟運機的正常運行。TORO400型鏟運機液壓油溫升過大的原因主要有:回油過濾器堵塞，液壓系統(tǒng)背壓過高;工作壓力調(diào)整不當(dāng)，長期在高壓下工作;零部件磨損間隙過大，內(nèi)、外泄漏量大;儲能器充氣壓力不夠;作業(yè)周圍環(huán)境溫度大等。預(yù)防的措施分別為:清洗回油過濾器，確保回油背壓不超過允許值;用正確的方法調(diào)整液壓回路的相關(guān)性能參數(shù)，使工作壓力在允許的范圍;檢修或更換損壞的零部件，確保其工作正常;給儲能器充夠規(guī)定的壓力;盡量減少在環(huán)境溫度高的場地作業(yè)等。

(3)液壓系統(tǒng)空穴現(xiàn)象的影響。液壓系統(tǒng)產(chǎn)生空穴現(xiàn)象時，油泵和管路出現(xiàn)噪聲、振動現(xiàn)象，導(dǎo)致執(zhí)行元件動作誤差，出現(xiàn)爬行、動作遲滯現(xiàn)象，甚至造成液壓油劣化變質(zhì)，損傷零部件的滑動面等。產(chǎn)生空穴的原因是空氣混入和產(chǎn)生氣穴。TORO400型鏟運機防止產(chǎn)生空穴的方法主要有:加足油液，油箱液位保持在規(guī)定的指示線;定期清洗液壓油過濾器;擰緊各管接頭，注意各元件的外泄漏情況，因為漏油處也是進氣處;注意使用排氣裝置排除管路中的空氣;在冬季或寒冷的環(huán)境下，應(yīng)使用黏度稍低的液壓油等。

鏟運機液壓系統(tǒng)容易出現(xiàn)的故障除上述幾項以外，還有諸如液壓沖擊、水分進入、液壓油污染等問題，有時甚至?xí)霈F(xiàn)一個問題，連帶產(chǎn)生另外一個或多個問題。對于產(chǎn)生的各種問題都可以根據(jù)其工作原理和實際工作情況，查出問題根源，使用正確的方法加以解決。

掌握正確的檢修和保養(yǎng)方法，就能長期地保證系統(tǒng)處于良好的工作狀況，從而降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。經(jīng)統(tǒng)計，2009年以前我公司采用有問題才解決問題的方法(俗話說“救火式”)使用兩臺TORO400型鏟運機，設(shè)備故障多，平均每臺鏟運機維修成本達86萬元/a，設(shè)備完好率僅為80%左右。2009年以后我公司對兩臺TORO400型鏟運機的使用，采用有計劃地、定期地進行預(yù)防性檢修和保養(yǎng)的管理方法，設(shè)備故障較少，平均每臺鏟運機維修成本為57萬元/a，設(shè)備完好率能達到98%以上。

鏟運機液壓系統(tǒng)是整體主機的一個有機組成部分，它工作正常與否和動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等都有密切聯(lián)系。所以，液壓系統(tǒng)的檢修與保養(yǎng)還應(yīng)從整機角度進行審視，只有其他系統(tǒng)確定完好的情況下，才能確保液壓系統(tǒng)正常工作。

［1］黎啟柏.液壓元件手冊［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1999.

［2］雷天覺.液壓工程手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，1990.

［3］劉延俊.液壓系統(tǒng)使用與維修［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［4］張棟林.地下鏟運機［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2002.

2011－07－04)

玉聚尖(1979－)，男，廣西南丹人，助理工程師，主要從事地下鏟運機的使用與維護工作，Email:yujujian2000@sina.com。