三一重裝EBZ260型掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的改造優(yōu)化

摘 要：平朔集團(tuán)公司目前的掘進(jìn)機(jī)設(shè)備多已進(jìn)入故障多發(fā)的維修周期，為了提高掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的使用效率，避免由于不必要磨損造成的維修的成本，實(shí)現(xiàn)“降成本、提效率、解難題、保安全、增效益”的目標(biāo)，特提出“掘進(jìn)機(jī)液壓冷卻系統(tǒng)優(yōu)化改造”項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī)；液壓系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)；故障；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TD422.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）33-0010-02

掘進(jìn)機(jī)是用于開鑿井工礦地下巷道的工礦機(jī)器，是平朔集團(tuán)公司各井工礦進(jìn)行井下巷道成形作業(yè)的核心設(shè)備，目前平朔公司共有在冊掘進(jìn)機(jī)設(shè)備40余臺(tái)。其中，在進(jìn)行硬巖掘進(jìn)作業(yè)中，使用最多的是由三一重裝生產(chǎn)的EBZ260H型掘進(jìn)機(jī)。

井工設(shè)備維修中心在開展掘進(jìn)機(jī)維修的工作中，發(fā)現(xiàn)三一EBZ260H機(jī)型設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)油泵高溫甚至燒壞，以及回油過濾器組件過熱變形甚至燒壞、密封件燒壞出現(xiàn)漏油、液壓油污染嚴(yán)重的故障現(xiàn)象。經(jīng)過對(duì)該機(jī)型設(shè)備的理論圖紙進(jìn)行研究以及對(duì)實(shí)物進(jìn)行拆解檢查后發(fā)現(xiàn)，是由于冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷造成，此后根據(jù)發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行了改造優(yōu)化，有效避免了上述故障情況的出現(xiàn)。

1 液壓冷卻系統(tǒng)原理

掘進(jìn)機(jī)主要由行走機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)組成，隨著行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，工作機(jī)構(gòu)中的截割頭不斷破碎土層、巖石，并將碎巖土運(yùn)走。掘進(jìn)機(jī)的九大主要功能動(dòng)作中，除截割頭旋轉(zhuǎn)切割動(dòng)作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)外，其余如一運(yùn)刮板拉動(dòng)、鏟板星輪轉(zhuǎn)動(dòng)、行走履帶轉(zhuǎn)動(dòng)、截割部升降、左右擺動(dòng)及伸縮、鏟板部支撐等關(guān)鍵功能動(dòng)作，均為液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。

掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理中，首先由油泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；之后經(jīng)過液壓油泵運(yùn)行，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能；液壓能通過相互連接的管路，輸送到各個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、液壓油缸等工作部件，再經(jīng)過各個(gè)驅(qū)動(dòng)部件的運(yùn)行，將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能實(shí)現(xiàn)功能動(dòng)作完

在各個(gè)能量轉(zhuǎn)化中以及工作部件的運(yùn)行中，均有能量消耗轉(zhuǎn)化為熱能，如圖1所示，這就造成了作為液壓能傳遞流質(zhì)的液壓油溫度提高甚至達(dá)到過熱高溫。

液壓系統(tǒng)油溫過高的危害是非常嚴(yán)重的，主要有如下幾點(diǎn)：

①油溫增高后，液壓油的粘度降低，泄露增加，液壓容積效率降低；

②油溫增高后，導(dǎo)致油膜強(qiáng)度降低，潤滑性能下降，摩擦力增加，以致系統(tǒng)發(fā)熱，進(jìn)而形成惡性循環(huán)；

③高溫時(shí)油液加速氧化，性能變壞，油液壽命降低；

④高溫時(shí)液壓元件發(fā)熱變形，使熱膨脹系數(shù)不同的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生間隙變化，甚至出現(xiàn)“卡死”的現(xiàn)象。

由于液壓系統(tǒng)不可避免升溫的原理以及高溫造成的嚴(yán)重危害，在各類型采用液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備中，必須配備有冷卻部件來實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓油的冷卻。在掘進(jìn)機(jī)設(shè)備中，采用了設(shè)置冷卻器實(shí)現(xiàn)冷卻功能的方法。

①單個(gè)冷卻器安裝；

②冷卻器組件安裝。

2 改造優(yōu)化防范

針對(duì)上述三一EBZ260H掘進(jìn)機(jī)出現(xiàn)油溫過高、油泵燒壞、過濾器芯燒壞、液壓油污染嚴(yán)重，造成密封件燒壞出現(xiàn)漏油等故障現(xiàn)象。我們對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了研究，如圖2所示。

通過分析可知，該機(jī)型設(shè)計(jì)的回油路徑為一部分先通過回油濾芯再進(jìn)入散熱器冷卻（路徑A），另一部分直接回到油泵配套的回油組件（路徑B），兩條路徑均未實(shí)現(xiàn)有效的冷卻。其中路徑A里，液壓油未經(jīng)冷卻先進(jìn)入回油濾芯，造成回油濾芯接觸到高溫油液，由于濾芯屬于石棉網(wǎng)材質(zhì)，在高溫情況下容易出現(xiàn)融化變形，造成回油濾孔封堵，使液壓油無法正?；亓髦劣拖?，油量短缺造成油泵出現(xiàn)空轉(zhuǎn)出現(xiàn)高溫進(jìn)而導(dǎo)致燒壞；在路徑B中，油液未經(jīng)冷卻直接進(jìn)入回油組件，而油泵直接從該部位吸油運(yùn)行，進(jìn)一步造成油泵溫度過高。

通過上述分析可知，原有液壓冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理是造成上述故障情況的根本原因。針對(duì)這些分析結(jié)論，我們隊(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了如下的改造升級(jí)，如圖3所示。

改造思路為：針對(duì)路徑A的設(shè)計(jì)，調(diào)整為先經(jīng)過冷卻器再進(jìn)入回油濾芯，實(shí)現(xiàn)先冷卻后過濾的合理設(shè)計(jì)，從而杜絕了高溫油液對(duì)回油濾芯的損壞；針對(duì)路徑B，在油泵配套回油組件前，加裝一套冷卻器，降低回油液的溫度，從而實(shí)現(xiàn)油泵工作溫度的合理控制。

通過這一改造，大大降低了油泵、回油濾芯、各類密封件的非正常損壞，避免了油液的非正常污染減少液壓油更換頻率，提高了設(shè)備的運(yùn)行效率，累計(jì)可節(jié)約成本費(fèi)用約80萬元。

3 冷卻系統(tǒng)的測試優(yōu)化改造

冷卻系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的一個(gè)重要設(shè)計(jì)功能，起到對(duì)掘進(jìn)機(jī)電機(jī)、泵站等驅(qū)動(dòng)部件的冷卻功能，是我部日常進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)維修工作的一個(gè)重要方面。所以在掘進(jìn)機(jī)修復(fù)完成后，需對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行專項(xiàng)的測試檢查，確保冷卻效果良好方能交付出廠。

在過去進(jìn)行冷卻測試中，冷卻用水直接連接水管，排水進(jìn)入下水管道，造成用水量較大，無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)復(fù)用，存在一定浪費(fèi)。在當(dāng)前公司節(jié)能創(chuàng)效、降本增效的背景下，我部通過集體分析研究，探索出利用循環(huán)測試水箱進(jìn)行冷卻測試的方案。

通過自主設(shè)計(jì)、加工循環(huán)用水箱，加裝配套水泵，設(shè)置專用進(jìn)出水管路接頭等，實(shí)現(xiàn)測試時(shí)的水循環(huán)。

通過采用循環(huán)水箱的設(shè)計(jì)來進(jìn)行通水冷卻測試，實(shí)現(xiàn)了冷卻水的往復(fù)循環(huán)再利用，可以有效節(jié)約測試用水，降低維修所用的材料成本。每年預(yù)計(jì)可節(jié)約成本費(fèi)用約5萬元。

4 液壓系統(tǒng)的日常維護(hù)

①液壓油散熱器。為了使液壓油得到最佳的冷卻效果，散熱器必須保持清潔，每工作500 h要清洗一次；

②回油濾芯；

③吸油濾芯；

④空氣濾清器；

⑤液壓系統(tǒng)用油：造成液壓系統(tǒng)故障的原因，其中70%是由于液壓油管理不善，因此，如能充分的注意管理，則可減少液壓系統(tǒng)內(nèi)故障的發(fā)生。有關(guān)液壓油的管理。

⑥液壓油的更換。方法：拆下回油過濾器頂蓋即可加油。

5 結(jié) 語

在掘進(jìn)機(jī)新產(chǎn)品的開發(fā)中需要更多高質(zhì)量的市場信息、市場研究、市場分析，傾聽用戶的的聲音，尋求客戶意見，獲取正確的市場信息，是產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行前必須的準(zhǔn)備；必須對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行論證，對(duì)產(chǎn)品的定位進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，在開發(fā)過程中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新；必須以高新技術(shù)的含量作為新產(chǎn)品市場競爭取勝關(guān)鍵的新產(chǎn)品開發(fā)理念。

參考文獻(xiàn)：

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