無軌膠輪車液壓系統(tǒng)污染控制研究與實(shí)踐

張世男，扈志成

（兗礦集團(tuán)濟(jì)三煤礦，山東 濟(jì)寧272000）

目前，濟(jì)三煤礦在用的無軌膠輪車中，除WQC3J型輕型膠輪車外，其他車型均采用了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)作為車輛的傳動(dòng)方式，而支架車、W8多功能車還利用液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)車輛的舉升和鏟裝功能，因此液壓系統(tǒng)可以說是井下膠輪車結(jié)構(gòu)中重要的組成部分。一個(gè)液壓系統(tǒng)的好壞不僅取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和系統(tǒng)元件性能的的優(yōu)劣，還取決于日常使用的保養(yǎng)維修以及系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理。系統(tǒng)的污染直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和元件的使用壽命，據(jù)統(tǒng)計(jì)，膠輪車的液壓系統(tǒng)故障大約有70%是由于污染引起的。膠輪車作為在井下使用的特殊車輛，長期在高溫高塵的環(huán)境中工作。井下空氣中還有大量的煤塵和粉塵，尤其是在順槽中，空氣中的顆粒型雜質(zhì)含量更高。這些空氣中的污染物在液壓系統(tǒng)的檢修過程中就有可能混入液壓系統(tǒng)，從而影響液壓系統(tǒng)的純凈度。液壓油在加注到車輛過程中，車輛油箱口附近的雜質(zhì)會(huì)隨著新液壓油一起進(jìn)入車輛的液壓油箱，從而進(jìn)入液壓系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)污染。維修工在維修過程中的一些細(xì)節(jié)的疏忽也會(huì)影響液壓系統(tǒng)的維修品質(zhì)。而司機(jī)的不良操作則會(huì)直接造成系統(tǒng)的損壞。

1 膠輪車液壓系統(tǒng)

膠輪車液壓系統(tǒng)和其他設(shè)備的液壓系統(tǒng)一樣，也是由五部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。

動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能，指油泵向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計(jì)等。

液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。

2 膠輪車液壓系統(tǒng)現(xiàn)狀及導(dǎo)致污染的主要原因

2.1 液壓系統(tǒng)使用時(shí)間超長、整體性能差

目前井下在用的膠輪車，最早的為1999年購入，最晚的為2010年購入，其中大部分為2002年前后購入。因此，車輛的液壓系統(tǒng)大部分已經(jīng)超出正常的使用壽命，各組成元件工作性能較低。雖然有些車輛經(jīng)過大修，但都無法使車輛的液壓系統(tǒng)達(dá)到新車的工作狀態(tài)。

2.2 液壓系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣

膠輪車作為在井下使用的特殊車輛，長期在高溫高塵的環(huán)境中工作。高溫高塵對液壓系統(tǒng)的影響有以下幾點(diǎn)：

（1）液壓油的粘度降低，液壓泵容積效率下降，粘度下降還會(huì)引起小孔或縫隙流量不穩(wěn)，調(diào)速特性失調(diào)。

（2）油膜強(qiáng)度降低，潤滑性能下降，摩擦力增加，以至系統(tǒng)發(fā)熱，形成惡性循環(huán)。

（3）油液加速氧化，油液性能降低，壽命縮短。

（4）高溫使元件發(fā)熱變形，配合精度變差，熱漲系數(shù)不同的運(yùn)動(dòng)副因而產(chǎn)生間隙變化，甚至出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。

（5）高塵使灰塵容易經(jīng)過油箱的通氣孔、加油口以及管路的連接處等侵入系統(tǒng)內(nèi)部，引起液壓油的污染。

2.3 液壓系統(tǒng)的維修環(huán)境惡劣

（1）井下空氣中還有大量的煤塵和粉塵，尤其是在順槽中，空氣中的顆粒型雜質(zhì)含量更高。這些空氣中的污染物在液壓系統(tǒng)的檢修過程中就有可能混入液壓系統(tǒng)，從而影響液壓系統(tǒng)的純凈度。

（2）需要拆除的元件或管件外表面有污物，在檢修過程中暴露的通道口，以及新元件在拆裝過程中沾染的污染物都有可能導(dǎo)致系統(tǒng)污染。

2.4 液壓油在運(yùn)輸、存儲(chǔ)環(huán)節(jié)被污染

（1）液壓油在運(yùn)輸過程中被污染

膠輪車作為井下無軌輔助運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，其工作范圍基本覆蓋了井下的所有巷道，而且由于工作性質(zhì)的特殊，為了提高工作效率，車輛有時(shí)需要在工作地點(diǎn)然后繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。在外交接的車輛有時(shí)需要補(bǔ)充液壓油。而我礦井下膠輪車的油脂存放硐室設(shè)在井底車場附近，因此，就需要將液壓油從油脂存放硐室運(yùn)至膠輪車工作地點(diǎn)。在運(yùn)輸過程中，所用的器具如漏斗、抹布等可能存在雜質(zhì)，而用于存放液壓油的油桶也可能含有雜質(zhì)。

（2）液壓油在加注到車輛過程中，車輛油箱口附近的雜質(zhì)會(huì)隨著新液壓油一起進(jìn)入車輛的液壓油箱，從而進(jìn)入液壓系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)污染。

（3）存放液壓油的油箱濾芯導(dǎo)致液壓油污染

液壓油濾芯的作用是過濾混在液壓油液中的雜質(zhì)，降低進(jìn)入系統(tǒng)中油液的污染度。濾芯在使用一段時(shí)間后，濾下的污染雜質(zhì)會(huì)積存在濾芯內(nèi)，如果不及時(shí)更換，這些雜質(zhì)就有可能進(jìn)入液壓油箱污染液壓油。

2.5 司機(jī)的不良操作造成系統(tǒng)損害

（1）司機(jī)在給車輛加注液壓油時(shí)，不清理液壓油箱口附近的灰塵、煤塵，在車輛油箱蓋缺失后不及時(shí)補(bǔ)齊。

（2）車輛發(fā)生液壓油泄露后不及時(shí)停車處理。

（3）在非檢修硐室給車輛加油時(shí)，不采取措施防止液壓油污染。

3 降低系統(tǒng)污染的措施

3.1 檢修過程中注意的細(xì)節(jié)

（1）檢修前清理工作地點(diǎn)

在對液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢修前，維修工必須對檢修地點(diǎn)的雜物進(jìn)行清理，以保證能夠有足夠的安全間隙進(jìn)行修理作業(yè)。同時(shí)降低維修過程中的產(chǎn)塵源。

（2）妥善保存拆卸下來的液壓元件和零部件

對拆卸下來的液壓元件和其他零部件，要妥善保管，放置在干凈的地點(diǎn)并采取蓋抹布等方法防塵，嚴(yán)禁隨意裸露放置。

（3）在維修過程中細(xì)心操作，嚴(yán)禁野蠻操作

液壓元件普遍的加工精度比較高，加工表面比較光滑，因此，在拆解和裝配時(shí)，維修工不得野蠻操作，以防將元件的加工表面碰傷。在更換橡膠密封件時(shí)，不得使用銳利的工具，對于O型密封圈在使用前還應(yīng)浸放在油液中，以保證潤滑性能。

（4）安裝接頭要適度

在安裝液壓元件或管接頭時(shí)，擰緊力要適當(dāng)，尤其是要防止液壓元件殼體變形。

（5）拆卸的油管事先包好

在拆卸油管時(shí)，事先應(yīng)將有關(guān)的連接部位周圍清洗干凈，拆解后，在油管的開口部位用干凈的塑料制品或抹布將油管包好，不能用棉紗或破布將油管堵塞住，同時(shí)注意避免雜質(zhì)混入。在拆解比較復(fù)雜的管路時(shí)，應(yīng)在油管上做好標(biāo)記，以免將油管裝錯(cuò)。

3.2 預(yù)防污染物進(jìn)入系統(tǒng)

（1）保持盛裝液壓油的容器清潔

井下應(yīng)使用專用的液壓油桶，并加蓋保護(hù)。在打開油桶之前，應(yīng)仔細(xì)清洗油桶的頂蓋；加油過程中使用的漏斗、抹布等應(yīng)保持干凈，最好用的確良布擦洗，以免纖維進(jìn)入系統(tǒng)堵塞孔道，造成系統(tǒng)故障。

（2）液壓油必須經(jīng)過嚴(yán)格的過濾

即便是新的液壓油，也有可能存在雜質(zhì)，因此，必須在井下存放液壓油的油箱出口處加裝過濾器，以過濾雜質(zhì)，同時(shí)定期更換油箱過濾器。

3.3 提高司機(jī)的業(yè)務(wù)素質(zhì)

（1）重點(diǎn)加強(qiáng)司機(jī)的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，使司機(jī)明確每種車型的負(fù)載能力、爬坡能力等主要參數(shù)，從而避免車輛出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，降低液壓系統(tǒng)高溫和燒損的幾率。

（2）加強(qiáng)司機(jī)教育，重點(diǎn)加強(qiáng)職工的責(zé)任心教育，在車輛液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏及其他故障時(shí)，及時(shí)停車并對車輛進(jìn)行檢查，及時(shí)與維修工溝通，避免液壓系統(tǒng)帶病運(yùn)行。

（3）規(guī)范司機(jī)的加油操作

司機(jī)在給車輛補(bǔ)加液壓油時(shí)，必須使用干凈的專用液壓油桶，液壓油在運(yùn)輸過程中要采取有效的防塵措施。在加油前，要先使液壓油靜止沉淀十分鐘，然后再加入車內(nèi)。在加油前，還應(yīng)清理油箱口周圍的煤塵和灰塵，防止雜質(zhì)進(jìn)入油箱，如發(fā)現(xiàn)油箱蓋缺失，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)齊。

4 結(jié)束語

本文的創(chuàng)新點(diǎn)就在于的從目前車輛液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)以及系統(tǒng)的污染源控制角度入手，探討控制液壓系統(tǒng)污染和提高液壓系統(tǒng)維修保養(yǎng)質(zhì)量的方法，而不再是局限于日常的具體修理系統(tǒng)故障。

通過以上一系列措施的實(shí)施，液壓系統(tǒng)的純凈度大大提高，車輛液壓系統(tǒng)故障率降低，間接的降低了維修工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了車輛的完好率，保證了井下正常生產(chǎn)和車輛的安全運(yùn)行。另外，液壓系統(tǒng)的故障率降低，每年可節(jié)約的配件及油脂費(fèi)用約在50萬元左右，相關(guān)費(fèi)用同比下降30%，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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