采煤機液壓系統(tǒng)故障判斷和分析

摘 要：大淑村礦174404工作面采用薄煤綜采技術(shù)開采4#煤層，采煤機使用上海創(chuàng)力礦山設(shè)備有限公司制造的MG160/360-BWD交流變頻電牽引采煤機，該采煤機采用液壓系統(tǒng)控制調(diào)高系統(tǒng)和行走系統(tǒng)，如何快速判斷出液壓系統(tǒng)的故障并處理，成為保證日常安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng);故障判斷

1 工作面概況

174404工作面地表位于大淑村礦工業(yè)廣場東南方，地表大部為農(nóng)田、山崗丘陵。地表無重要建筑及水電設(shè)施。井下位于四采區(qū)下部，其同層?xùn)|側(cè)為174405采空區(qū)，西為設(shè)計174403工作面，北以F22斷層、南以F14斷層為界。

174404工作面采用MG160/360-BWD型雙滾筒電牽引采煤機端頭斜切進刀雙向割煤往返一次進兩刀，一次采全高，循環(huán)進度500mm，一刀一個循環(huán)。工作面使用SGZ-630/220型可彎曲刮板輸送機運煤，上順槽使用SGB-40T（SGB-150）型刮板輸送機和DSJ-800型皮帶輸送機連續(xù)運煤。工作面采用ZY3300/7.5/15D型掩護式液壓支架跟機移架支護方式支護頂板。上下端頭采用DZ（16-32）/100型單體液壓支柱。頂板超高及頂空時在支架上方用板梁、搪材和塑料網(wǎng)裱背嚴(yán)實，保證支架接頂有力。

2 采煤機概述

2.1 主要用途及適用范圍

MG160/360-WD型采煤機，是用以開采極薄煤層的交流變頻電牽引采煤機（以下簡稱“采煤機” ），采用多電機驅(qū)動、橫向布置，總裝機功率：361kW，供電電壓：1140V，截割功率： 2×160kW，牽引功率： 2×15kW;泵電機功率：11kW，采用機外載、“一拖二”交流變頻調(diào)速，銷軌式牽引;適用于煤層厚度1.0～1.6m，煤層傾角≤16°（lt;30°四象限）， 中硬或中硬以下（flt;4.5）煤層，綜采工作面。

2.2 調(diào)高液壓系統(tǒng)

該系統(tǒng)是開式液壓傳動系統(tǒng)。主要由粗過濾器、雙聯(lián)齒輪泵、電磁閥、高低壓安全閥、手液動換向閥、調(diào)高油缸、液壓鎖和相應(yīng)管路等組成。高壓安全閥限定了調(diào)高系統(tǒng)的最高工作壓力，其調(diào)定值為20MPa。

液壓系統(tǒng)除了控制調(diào)高系統(tǒng)外，還控制液壓制動器。液壓制動器主要由外殼、活塞、內(nèi)外摩擦片、彈簧、螺栓及密封圈等組成。在采煤機沒給牽引時，活塞在彈簧力作用下，壓緊內(nèi)外摩擦片產(chǎn)生制動力矩，使采煤機制動。當(dāng)發(fā)出牽引信號時，通過電氣系統(tǒng)使二位四通電磁閥動作，由閥組來的低壓力油進入液壓制動器的外接油口，活塞在壓力油作用下壓緊彈簧組，使內(nèi)外摩擦片脫離接觸，制動器軸空轉(zhuǎn)，采煤機正常牽引。當(dāng)工況需要或檢修時可用螺栓在制動器的后端蓋上手動操作壓緊彈簧，使內(nèi)外摩擦片暫時脫離接觸。

3 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點

與機械傳動、電氣傳動相比，采煤機液壓傳動具有以下優(yōu)點： ①薄煤綜采工作面空間有限，使用液壓原件，能有效地節(jié)省空間。②工作面環(huán)境條件差，液壓系統(tǒng)封閉效果好，能夠保證系統(tǒng)長期運行。③能有效保護動力元件及執(zhí)行元件的外部沖擊，起到良好的緩沖作用。④能夠在極小功率的前提下，提供穩(wěn)定和足夠的輸出。⑤操作方便，工人適應(yīng)期短，可迅速上手使用。⑥很容易實現(xiàn)機器的自動化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實現(xiàn)更高程度的自動控制過程，而且可以實現(xiàn)遙控。

采煤機液壓系統(tǒng)本身也存在很多缺點：①采煤機液壓系統(tǒng)空間狹小，當(dāng)出現(xiàn)泄漏等故障后，無法直接觀察到泄漏點。②外部環(huán)境惡劣，由于工作面經(jīng)常采用爆破作業(yè)，液壓系統(tǒng)管線頻繁出現(xiàn)損壞，故障率高。③當(dāng)采煤機液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，無法保證穩(wěn)定的輸出。④液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時不易找出原因;使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。

4 采煤機液壓系統(tǒng)的常見故障及處理方法

采煤機液壓系統(tǒng)故障判斷一般有三種常見方法：

4.1 利用采煤機本身PLC自診斷功能

煤礦井下自動化程度提高，目前，采煤機采用了PLC等自動化技術(shù)，對其液壓系統(tǒng)進行自診斷，并顯示在熒光屏上，使用、維修者可根據(jù)顯示故障的內(nèi)容進行故障排除。但是采煤機自診斷功能只能判斷簡單的故障，局限性特別大。

4.2 利用工作經(jīng)驗

根據(jù)工作經(jīng)驗，總結(jié)出故障現(xiàn)象與故障原因相關(guān)聯(lián)系，可以用于常見的液壓故障的查找和處理。

4.3 利用液壓系統(tǒng)原理圖

針對出現(xiàn)的液壓故障，可利用液壓系統(tǒng)原理圖，利用“排除法”等分析手段迅速查找液壓故障的原因，并及時進行處理。利用液壓原理圖，首先判斷出故障的大體范圍，，并在相應(yīng)范圍內(nèi)進行逐條排除，直至發(fā)現(xiàn)故障原因。比如液壓系統(tǒng)故障，采煤機調(diào)高油缸不動作，我們可以操作液壓制動器，當(dāng)液壓制動器動作時，我們可以迅速排除液壓泵出現(xiàn)故障的可能性，將故障原因鎖定在調(diào)高系統(tǒng)上，并通過類似上面的試驗，判斷出具體是電磁閥還是調(diào)高油缸的故障，并及時進行檢修，保證正常的安全生產(chǎn)。

采煤機常見的液壓故障有以下幾點：

4.3.1 手動能動作，電控不能動作

手動可以動作，表明液壓系統(tǒng)的動力源和執(zhí)行元件不存在故障，主要檢查電磁換向閥電控部分，檢查電控箱至電磁閥之間的電纜及接線問題。

4.3.2 采煤機搖臂鎖不住，有下沉現(xiàn)象;搖臂調(diào)高速度下降

這可以直接判斷出液壓系統(tǒng)存在泄漏現(xiàn)象，可以檢查液力鎖和調(diào)高油缸的連接管路、密封圈，迅速判斷出故障原因。

4.3.3 采煤機搖臂不動作

首先通過采煤機PLC顯示屏判斷液壓泵是否帶電或旋轉(zhuǎn)方向符合要求，確認(rèn)無誤后可檢查液壓泵供油管是否泄漏。當(dāng)供油管無泄漏時，點動看液壓泵是否供油。當(dāng)液壓泵不供油時，可判斷出是動力源出現(xiàn)故障，檢查油泵聯(lián)軸器，當(dāng)油泵聯(lián)軸器正常時，可確定為液壓泵故障。當(dāng)液壓泵正常供油時，可判斷出是控制和執(zhí)行元件故障，即電磁換向閥和調(diào)高油缸故障，調(diào)高油缸故障可以通過將供油管直接接到油缸上，點動看油缸是否動作來判斷。

參考文獻：

[1]煤炭行業(yè)特有工種職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)教材，液壓支架工[M].煤炭工業(yè)出版社，2007：106-122.

[2]煤礦開采學(xué)[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008：62-69.

作者簡介：張文濤，1984.9.21，男，河北邯鄲，本科，專業(yè)：機械設(shè)計制造及自動化。